Diseño de un taller de impresión 3D para la mejora de la ...
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TRABAJO FIN DE MÁSTER
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y DE LA
COMUNICACIÓN
Máster Universitario en Formación del Profesorado de
Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación
Profesional y Enseñanzas de Idiomas
Diseño de un taller de impresión 3D para la mejora de
la inteligencia espacial en alumnos de secundaria y
bachillerato
Autor: Alejandro Pons Abenza
https://youtu.be/jABJkRscR9o
Director/a
Dr. Baldomero Imbernón Tudela
Murcia, a 06 de mayo de 2020
TRABAJO FIN DE MÁSTER
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y DE LA
COMUNICACIÓN
Máster Universitario en Formación del Profesorado de
Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación
Profesional y Enseñanzas de Idiomas
Diseño de un taller de impresión 3D para la mejora de
la inteligencia espacial en alumnos de secundaria y
bachillerato
Autor: Alejandro Pons Abenza
https://youtu.be/jABJkRscR9o
Director/a
Dr. Baldomero Imbernón Tudela
Murcia, a 06 de mayo de 2020
AUTORIZACIÓN PARA LA EDICIÓN ELECTRÓNICA Y DIVULGACIÓN EN ACCESO
ABIERTO DE DOCUMENTOS EN EL REPOSITORIO INSTITUCIONAL DE LA
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MURCIA
El autor, D. Alejandro Pons Abenza ( como Alumno de la UNIVERSIDAD
CATÓLICA DE MURCIA, DECLARA que es el titular de los derechos de propiedad intelectual
objeto de la presente cesión en relación con la obra (Indicar la referencia bibliográfica completa1
y, si es una tesis doctoral, material docente, trabajo fin de Grado, trabajo fin de Master o cualquier otro
trabajo que deba ser objeto de evaluación académica, indicarlo también)
Diseño de un taller de impresión 3D para la mejora de la inteligencia espacial en alumnos
de secundaria y bachillerato (trabajo fin de máster), que ésta es una obra original y que ostenta
la condición de autor en el sentido que otorga la Ley de la Propiedad Intelectual como único
titular o cotitular de la obra.
En caso de ser cotitular, el autor (firmante) declara asimismo que cuenta con el consentimiento de los restantes titulares para hacer la presente cesión. En caso de previa cesión a terceros de derechos de explotación de la obra, el autor declara que tiene la oportuna autorización de dichos titulares de derechos a los fines de esta cesión o bien que retiene la facultad de ceder estos derechos en la forma prevista en la presente cesión y así lo acredita. 2º. Objeto y fines de la cesión
Con el fin de dar la máxima difusión a la obra citada a través del Repositorio institucional de la Universidad y hacer posible su utilización de forma libre y gratuita por todos los usuarios del repositorio, el autor CEDE a la Universidad Católica de Murcia de forma gratuita y no exclusiva, por el máximo plazo legal y con ámbito universal, los derechos de reproducción, distribución, comunicación pública, incluido el derecho de puesta a disposición electrónica, y transformación sobre la obra indicada tal y como se describen en la Ley de Propiedad Intelectual.
3º. Condiciones de la cesión
Sin perjuicio de la titularidad de la obra, que sigue correspondiendo a su autor, la cesión de derechos contemplada en esta licencia permite al repositorio institucional:
a) Transformarla en la medida en que ello sea necesario para adaptarla a cualquier tecnología susceptible de incorporación a internet; realizar las adaptaciones necesarias para hacer posible la utilización de la obra en formatos electrónicos, así como incorporar los metadatos necesarios para realizar el registro de la obra e incorporar también “marcas de agua” o cualquier otro sistema de seguridad o de protección.
b) Reproducirla en un soporte digital para su incorporación a una base de datos electrónica, incluyendo el derecho de reproducir y almacenar la obra en servidores, a los efectos de garantizar su seguridad, conservación y preservar el formato.
c) Distribuir a los usuarios copias electrónicas de la obra en un soporte digital.
d) Su comunicación pública y su puesta a disposición a través de un archivo abierto institucional, accesible de modo libre y gratuito a través de Internet. 4º. Derechos del autor
El autor, en tanto que titular de una obra que cede con carácter no exclusivo a la Universidad por medio de su registro en el Repositorio Institucional tiene derecho a:
a) A que la Universidad identifique claramente su nombre como el autor o propietario de los derechos del documento.
1 Libros: autor o autores, título completo, editorial y año de
edición. Capítulos de libros: autor o autores y título del capítulo, autor y título de la obra completa, editorial, año de edición y páginas del capítulo. Artículos de revistas: autor o autores del artículo, título completo, revista, número, año y páginas del artículo.
b) Comunicar y dar publicidad a la obra en la versión que ceda y en otras posteriores a través de cualquier medio. El autor es libre de comunicar y dar publicidad a la obra, en esta y en posteriores versiones, a través de los medios que estime oportunos.
c) Solicitar la retirada de la obra del repositorio por causa justificada. A tal fin deberá ponerse en contacto con el responsable del mismo.
d) Recibir notificación fehaciente de cualquier reclamación que puedan formular terceras personas en relación con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos de propiedad intelectual sobre ella. 5º. Deberes del autor
El autor se compromete a:
a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningún derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.
b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la intimidad y a la imagen de terceros.
c) Asumir toda reclamación o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daños, que pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e intereses a causa de la cesión.
d) Asumir la responsabilidad en el caso de que las instituciones fueran condenadas por infracción de derechos derivada de las obras objeto de la cesión. 6º. Fines y funcionamiento del Repositorio Institucional
La obra se pondrá a disposición de los usuarios para que hagan de ella un uso justo y respetuoso con los derechos del autor, según lo permitido por la legislación aplicable, sea con fines de estudio, investigación, o cualquier otro fin lícito, y de acuerdo a las condiciones establecidas en la licencia de uso –modalidad “reconocimiento-no comercial-sin obra derivada” de modo que las obras puedan ser distribuidas, copiadas y exhibidas siempre que se cite su autoría, no se obtenga beneficio comercial, y no se realicen obras derivadas. Con dicha finalidad, la Universidad asume los siguientes deberes y se reserva las siguientes facultades:
a) Deberes del repositorio Institucional:
- La Universidad informará a los usuarios del archivo sobre los usos permitidos, y no garantiza ni asume responsabilidad alguna por otras formas en que los usuarios hagan un uso posterior de las obras no conforme con la legislación vigente. El uso posterior, más allá de la copia privada, requerirá que se cite la fuente y se reconozca la autoría, que no se obtenga beneficio comercial, y que no se realicen obras derivadas.
- La Universidad no revisará el contenido de las obras, que en todo caso permanecerá bajo la responsabilidad exclusiva del autor y no estará obligada a ejercitar acciones legales en nombre del autor en el supuesto de infracciones a derechos de propiedad intelectual derivados del depósito y archivo de las obras. El autor renuncia a cualquier reclamación frente a la Universidad por las formas no ajustadas a la legislación vigente en que los usuarios hagan uso de las obras.
- La Universidad adoptará las medidas necesarias para la preservación de la
obra en un futuro. b) Derechos que se reserva el Repositorio institucional respecto de las
obras en él registradas:
- Retirar la obra, previa notificación al autor, en supuestos suficientemente justificados, o en caso de reclamaciones de terceros. Murcia, a 06 de mayo de 2021 ACEPTA Fdo. Alejandro Pons Abenza
Agradecimientos
A mi familia, por su apoyo para la realización del máster,
que hoy culmina con este trabajo.
“Lo que nos suceda en el futuro no depende sólo del pasado, sino de hasta qué
punto lo comprendamos.”
Gary Kasparov, Decimotercer Campeón Mundial de Ajedrez
ÍNDICE
1. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................ 1
2. MARCO TEÓRICO ........................................................................................ 4
2.1 LA TEORÍA DE LAS INTELIGENCIAS MÚLTIPLES ............................... 4
2.2 LA INTELIGENCIA VISUAL-ESPACIAL .................................................. 7
2.3 LA IMPRESIÓN 3D COMO HERRAMIENTA EDUCATIVA ................... 10
2.4 FUNDAMENTOS DE LA IMPRESIÓN 3D ............................................. 12
2.5 APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS (ABP) .............................. 16
3. OBJETIVOS ................................................................................................. 18
3.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................... 18
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................. 18
4. METODOLOGÍA .......................................................................................... 19
4.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ......................................................... 19
4.2 CONTENIDOS ....................................................................................... 21
4.3 ACTIVIDADES ....................................................................................... 21
4.3.1 Proyecto 1. Representación de piezas en 3D. .............................. 23
4.3.2 Proyecto 2. Impresión de piezas en 3D. ....................................... 25
4.3.3 Proyecto 3. La maqueta del tobogán ............................................ 27
4.3.4 Proyecto 4. Fabricación de un set de tablero y piezas de ajedrez.29
4.4 RECURSOS .......................................................................................... 31
4.5 TEMPORALIZACIÓN............................................................................. 33
5. EVALUACIÓN .............................................................................................. 34
5.1 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE APRENDIZAJE ............................. 34
5.1.1 Evaluación inicial de la actividad. ................................................. 35
5.1.2 Evaluación de los proyectos. ........................................................ 36
5.1.3 Evaluación final de la actividad. .................................................... 38
5.2 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE ENSEÑANZA ................................ 39
6. REFLEXIÓN Y VALORACIÓN FINAL .......................................................... 43
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 47
8. ANEXOS ...................................................................................................... 54
8.1 Temporalización (en semanas) planificada para el desarrollo del taller 54
8.2 Rúbrica de evaluación de los proyectos propuestos .............................. 55
8.3 Rúbrica de evaluación para los informes de los proyectos .................... 57
8.4 Rúbrica para la evaluación del trabajo en grupo en los proyectos ......... 58
Índice de Figuras
Figura 1. Ejemplo de tarea de rotación mental. En este caso, las dos piezas son
idénticas. Reproducido de los test mostrados en (Wright et al., 2008). .............. 9
Figura 2. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D típica. Adaptado de
(Ratto & Ree, 2012). ........................................................................................ 13
Figura 3. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D basada en
deposición por modelado fundido. Imagen extraída de (Mizar, 2016) .............. 14
Figura 4. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D basada en
sinterizado selectivo por láser. Imagen traducida al castellano y extraída de
(Additively, 2020a). ........................................................................................... 15
Figura 5. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D basada en
estereolitografía. Imagen traducida al castellano y extraída de (Additively,
2020b). ............................................................................................................. 16
Figura 6. Ejemplo de piezas 3D para efectuar su modelado en el software
TinkerCAD. ....................................................................................................... 24
Figura 7. Ejemplo de tobogán de evacuación. Imagen extraída de (Industrias
Agapito, 2020) .................................................................................................. 28
Figura 8. Ejemplo de ejercicio de rotación mental en 2D. En este caso, la figura
correcta es la de la izquierda, puesto que la figura de la derecha tiene la
intersección entre los dos rectángulos más centralizado. Extraído de (Stoet,
2021). ............................................................................................................... 35
Figura 9. Ejemplo de ejercicio de rotación mental 3D. En este caso, para
determinar la solución correcta, el alumno rotará con el ratón sobre la pantalla
cada una de las figuras hasta dar con la respuesta más adecuada. ................ 36
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Descripción de las sesiones teóricas del taller. .................................. 22
Tabla 2. Porcentajes asignados a cada una de las rúbricas para la calificación de
los proyectos propuestos en la actividad. ......................................................... 39
Tabla 3. Porcentajes asignados a cada uno de los proyectos para obtener la
calificación final del taller de impresión 3D. ...................................................... 39
Tabla 4. Cuestionario para la evaluación del proceso de enseñanza, para su
valoración por parte de los alumnos. ................................................................ 40
Tabla 5. Cuestionario para la evaluación del proceso de enseñanza, para su
valoración por parte del profesor. ..................................................................... 41
1
1. JUSTIFICACIÓN
Actualmente, la enseñanza en el área de matemáticas en Educación
Secundaria Obligatoria (ESO) y bachillerato, se centra en el aprendizaje de las
destrezas matemáticas. Estas capacidades adquiridas, permiten al alumnado la
superación de los conocimientos básicos establecidos por el estado en el
currículo básico, o por las comunidades autónomas.
De manera transversal al aprendizaje de los conocimientos específicos,
encontramos en ambas etapas educativas algunas destrezas de carácter
transversal, como lo son la resolución de problemas, las demostraciones
matemáticas, razonamiento y argumentación deductiva e inductiva, el uso de
medios tecnológicos para las matemáticas, entre otros. Claramente, todos estos
aspectos son muy relevantes para la formación matemática y científica del
alumnado, y la mayoría de ellos son de aplicación casi inmediata a la vida
cotidiana.
De todas estas capacidades transversales, es llamativo que pase
desapercibida una capacidad con la que trabajamos continuamente a diario,
como la inteligencia espacial. El término de inteligencia espacial fue definido por
primera vez por Howard Gardner dentro de su teoría de las inteligencias múltiples
en 1983. También conocida coloquialmente como “visión espacial”, podría
definirse esta capacidad como la habilidad que nos permite observar el mundo y
los objetos desde diferentes perspectivas (Gardner, 1987). Ésta es una cualidad
muy apreciable por profesionales de diferentes sectores como la ingeniería o la
arquitectura, así como profesionales de las artes visuales (pintores, escultores,
etc.), publicistas, creativos, etc.
El alumnado de secundaria y bachillerato emplea esta capacidad a diario,
y a menudo de manera inconsciente. Hechos cotidianos como orientarse para ir
al instituto u organizarse el escritorio para prepararse para iniciar una clase
suponen un ejercicio relacionado con la inteligencia espacial. Algunos alumnos
presentan deficiencias en el procesamiento espacial, hecho que se refleja en
dificultades, por ejemplo, para orientarse adecuadamente en una ciudad con la
que ya están familiarizados. En edades más tardías, estas deficiencias pueden
agravarse, pudiendo incluso llegar a dificultar actividades frecuentes como el
aparcamiento de un coche. En esta actividad tan frecuente la habilidad espacial
2
juega un papel muy relevante, pues no sólo se trata del manejo del vehículo al
realizar la maniobra de aparcamiento, sino también en la elección del hueco para
realizarlo.
En las asignaturas del currículo, es una habilidad que se trabaja de forma
transversal en asignaturas de las ramas de ciencias y de artes. Por ejemplo, esta
habilidad está muy presente en asignaturas de matemáticas y física, donde la
interpretación y representación gráfica son una herramienta fundamental para el
estudio y mejor comprensión de los problemas a trabajar. Sin embargo, es
notoria la falta de capacidad espacial mostrada por muchos de estos alumnos
cuando llegan a los cursos finales de las etapas educativas, cuyas carencias
terminan retrasando su correcto aprendizaje en estudios superiores
universitarios en ingeniería, arquitectura u otras ramas científicas relacionadas
(Gimenez-Mateu et al., 2010).
Por estos motivos, se propone una actividad en este proyecto con el
objetivo de mejorar y suplir carencias existentes en el alumnado de secundaria
y bachillerato con el desarrollo de la capacidad espacial. Para conseguir este
objetivo, se plantea hacer uso de la impresión 3D como herramienta didáctica
para la mejora de la capacidad espacial en el alumnado. En los últimos años, las
impresoras 3D se han vuelto especialmente atractivas debido en gran parte al
abaratamiento de los costes de adquisición de estos dispositivos, los materiales
necesarios para la impresión con ellas, y la accesibilidad a recursos tanto
educativos como digitales que favorecen el uso por parte de todo tipo de usuarios
de estos dispositivos.
La impresión 3D ya ha sido propuesta como recurso educativo (K.Azcaray
et al., 2018), que además puede ser muy interesante más allá del simple hecho
de introducir herramientas basadas en las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones (TIC) en el aula. Además de la motivación añadida por el uso
de las TICs, la puesta en práctica de conocimientos teóricos que se impartirán
en esta actividad para llevar los objetos que diseñen a la realidad va a estimular
directamente su capacidad espacial, su creatividad y su capacidad para la
resolución de problemas, entre otros aspectos.
La actividad se va a planificar como una actividad extraescolar, para ser
desarrollada a lo largo de un total de 19 sesiones en las que un docente se
encargará de explicar todo el proceso de fabricación requerido para imprimir un
3
objeto tridimensional con una impresora. Para lograr la mejora del aprendizaje
en la capacidad visual-espacial de los alumnos, se va a utilizar una metodología
de aprendizaje basada en proyectos, que se plantearán a lo largo de las 13
sesiones, en los que se pretende que los alumnos, en pequeños grupos de entre
2 y 4 personas, sean capaces de llevar a la práctica los conocimientos de diseño
impartidos a lo largo de la actividad, y sean capaces de aprender de manera
dirigida a resolver los problemas y situaciones que se van a plantear a lo largo
de 2 o 3 proyectos que se propondrán.
Finalmente, la evaluación de la actividad se realizará utilizando dos
instrumentos de evaluación: en primer lugar, mediante un cuestionario de
autoevaluación que los alumnos rellenarán acerca de la satisfacción y el nivel de
conocimientos que han logrado durante el desarrollo de la actividad y, por último,
una evaluación directa del profesor/monitor de la actividad quien evaluará tanto
el desarrollo de los proyectos propuestos como los resultados finales obtenidos
en dichos proyectos. El objetivo de la evaluación será mejorar la propuesta de la
actividad para años sucesivos y ajustar los proyectos planteados a las
necesidades de los alumnos que participen en esta actividad.
4
2. MARCO TEÓRICO
Tal y como se expone en la sección de justificación, el proyecto de
innovación educativa propuesto en este trabajo se basa en la mejora de la
inteligencia o capacidad visual-espacial en el alumnado cursando las etapas de
ESO y bachillerato. Esta capacidad es muy importante tanto a nivel profesional
como a nivel personal en el desarrollo del alumno. Para lograrlo, se propone
emplear la impresión 3D como herramienta educativa.
En esta sección se presenta el marco teórico sobre el que se fundamenta
el proyecto de innovación propuesto. Se ha dividido la sección en cinco partes.
En primer lugar, se introduce brevemente la teoría de las inteligencias múltiples,
puesto que constituye el pilar fundamental de la carencia que se pretende suplir.
Después, se presenta una definición formal de la inteligencia visual-espacial,
para entender desde un punto de vista científico en qué consiste esta capacidad,
cómo se puede observar y cómo se puede mejorar. En el tercer punto, se
presenta una revisión bibliográfica sobre el uso de la impresión 3D como
herramienta educativa, comentando algunos de los estudios más relevantes
aplicados al ámbito de la educación. En el punto cuatro hablamos sobre el
proceso de fabricación aditiva en sí mismo, junto con una pequeña descripción
de sus características y limitaciones más importantes. Finalmente, en la sección
cinco de este apartado se presenta brevemente la metodología propuesta para
la implementación del proyecto de innovación educativa.
2.1 LA TEORÍA DE LAS INTELIGENCIAS MÚLTIPLES
La inteligencia o capacidad espacial es el aspecto fundamental que se
pretende mejorar en el proyecto de innovación educativa que se propone en este
trabajo. Para entender adecuadamente qué es, cómo observarla y cómo
mejorarla, es interesante hacer una breve contextualización sobre cómo surge el
concepto de inteligencia espacial. La inteligencia espacial es una de las
diferentes capacidades descritas y observadas por Howard Gardner en el año
1983 dentro de la teoría de las inteligencias múltiples.
Según (Gardner, 2006), la inteligencia no es un concepto único y medible
a través de pruebas psicométricas, sino que se trata de una red de inteligencias
individuales pero entrelazadas entre sí. Para Gardner, existen en la vida multitud
de diferentes problemas que resolver, para los que hay muchos tipos de
5
inteligencias que se adaptan para ser aplicados a la resolución de estos
determinados problemas. El ser humano nace con unas aptitudes innatas que lo
hacen más o menos destacable para el desempeño de determinadas tareas, lo
cual indica en cuál de las determinadas inteligencias ese ser humano es más
apto que en otras.
Originalmente, la teoría de las inteligencias múltiples consideraba hasta 7
inteligencias diferentes, que posteriormente se convertirían en 8, que son las
siguientes:
- Inteligencia lingüística o verbal-lingüística. Esta inteligencia se
asocia con la capacidad de procesar e interpretar la información y
comunicaciones provenientes de otros interlocutores, sea en forma oral o escrita
(Halil, 2017).
- Inteligencia musical. También conocida como “buen oído”, se
podría entender como el talento que tienen los grandes músicos, cantantes y
bailarines con la capacidad de escuchar, cantar y tocar instrumentos. Existen
estudios que relacionan la contribución en el desarrollo de la inteligencia musical
sobre el desarrollo de alguna otra de las inteligencias descritas en esta teoría.
Por ejemplo, las capacidades desarrolladas por esta inteligencia pueden
contribuir al desarrollo de la inteligencia lingüística en tanto que unas
capacidades significativas en inteligencia musical pueden favorecer el
aprendizaje de un segundo idioma en un individuo (Kusz, 2019). También hay
evidencias de que la creatividad musical como habilidad está significativamente
relacionada con la orientación espacial, en base a un estudio realizado sobre
alumnos de entre 12 y 13 años (Hassler et al., 1985).
- Inteligencia lógico-matemática. Las personas con estas
capacidades suelen mostrar las siguientes características: buenos con los
números, buena comprensión de conceptos lógicos, disfrutan con la
experimentación, la resolución de puzles y misterios, y suelen ser buenos en la
comprensión y aplicación de conceptos científicos. No obstante, como se ha
descrito anteriormente, todas las inteligencias están relacionadas entre sí, hasta
el punto que incluso esta inteligencia puede estar involucrada en el aprendizaje
eficaz de habilidades más relacionadas con la inteligencia lingüística, como la
enseñanza del inglés como segundo idioma (Šafranj, 2016).
6
- Inteligencia espacial. Esta inteligencia se podría definir como la
capacidad de realizar un modelo mental en tres dimensiones del mundo o, en su
defecto, extraer un fragmento de él. Por su directa relación con el proyecto de
innovación propuesto, se desarrolla con más detenimiento en la sección 2.2.
- Inteligencia corporal – kinestésica. Es la capacidad de resolver
problemas o realizar actividades utilizando el propio cuerpo del individuo.
Algunos de los ejemplos más claros de profesionales con altas capacidades de
inteligencia corporal o kinestésica podrían ser los deportistas, cirujanos o
bailarines (Vancea, 2017).
- Inteligencia intrapersonal. Nos permite obtener una imagen
precisa de nosotros mismos, entender nuestras necesidades y características,
así como nuestras cualidades y defectos. En contraste con la inteligencia
interpersonal, esta inteligencia puede ser un medio para el desarrollo adecuado
del autoconcepto que el individuo tiene sobre sí mismo (Trujillo Bautista, 2018).
- Inteligencia interpersonal. Al contrario que la inteligencia
intrapersonal, esta inteligencia nos permite entender a los demás, manejar las
relaciones humanas y empatizar con los demás. Tanto esta inteligencia como la
descrita anteriormente juegan un papel fundamental en el rendimiento
académico de los estudiantes pre-universitarios en el ámbito científico
(Okwuduba et al., 2021).
- Inteligencia naturalista-pictórica. Esta inteligencia fue añadida
por Gardner en el año 1995. La inteligencia naturalista es la habilidad de
comprender el entorno natural, disfrutarlo y utilizar esta habilidad de manera
productiva (Gardner, 1999).
A la vista de la clasificación de las inteligencias propuesta por Gardner, es
evidente que, aunque no todas pueden verse directamente reflejadas en los
currículos de secundaria y bachillerato, todas tienen un papel muy relevante en
la formación del alumnado de cara a su evolución a la etapa adulta. Además,
todas las inteligencias, como ya se ha justificado, están relacionadas entre sí. La
mayor parte de individuos muestran habilidad de varias de las mencionadas
inteligencias, no sólo en una de ellas. En concreto, Gardner especifica que “all
humans possess certain core abilities in each of the intelligences”, que traducido
sería “todos los humanos poseen determinadas habilidades principales en cada
una de las inteligencias” (Gardner, 1983, p. 28). A pesar de ello, es evidente que
7
unos individuos nacen con unas mayores capacidades o talentos para alguna de
las inteligencias, es decir, nacen con un mayor potencial para desarrollar dichas
inteligencias (podemos ver ejemplos claros en grandes músicos de nuestra
historia como Mozart, quien, con tan sólo cinco años, ya componía obras
musicales y las interpretaba a un altísimo mismo nivel, con el aprecio de la
aristocracia y la realeza europeas). Aunque la teoría de las inteligencias múltiples
ha sido criticada y cuestionada, la evidencia sugiere que existen múltiples
inteligencias dentro de cada individuo (Armstrong, 1994; Gardner, 1999; Kezar,
2001).
2.2 LA INTELIGENCIA VISUAL-ESPACIAL
La inteligencia visual-espacial podría definirse de manera formal como la
capacidad de percibir el mundo visual de manera precisa, y/o realizar
transformaciones y modificaciones basadas en percepciones, construir
representaciones mentales de información visual, y utilizar estas
representaciones para realizar determinadas actividades (Zimmerman & Dean,
2011). Lohman hace una definición más compacta, definiendo la inteligencia
espacial o la habilidad visual-espacial como la habilidad para generar, retener
recuperar y transformar imágenes visuales bien estructuradas (Lohman, 1993).
Aunque estas definiciones son precisas, y ambas se derivan de la teoría
de las inteligencias múltiples comentada en la sección anterior, cabe destacar
que el propio Howard Gardner remarca la existencia de ciertas diferencias entre
lo que se considera inteligencia visual-espacial e inteligencia espacial, ya que el
concepto de inteligencia espacial no es estrictamente dependiente de la
capacidad sensorial visual de un individuo. Éste es capaz de desarrollar su
inteligencia espacial sin necesidad de la vista, empleando el resto de sus
sentidos (auditivo o táctil, por ejemplo) sin necesidad de un acceso directo al
mundo visual (Gardner, 2006). Por lo tanto, podemos considerar que la
inteligencia visual-espacial incluye una amplia variedad de habilidades,
incluyendo (pero no limitadas), discriminación visual, reconocimiento,
proyección, razonamiento espacial, manipulación de imágenes y duplicado de
imágenes concebidas de manera interna u obtenidas externamente (Campbell
et al., 1996).
8
Atendiendo a todas estas definiciones de inteligencia visual-espacial, es
lógico pensar que la capacidad visual-espacial juega un papel importante en el
rendimiento académico y, en general, el desarrollo profesional y personal de una
persona durante los primeros años de su vida. Por ejemplo, podemos encontrar
estudios que demuestran la existencia de una clara predicción de las habilidades
de lectura en un niño en función de las habilidades espaciales que muestra en
edades tempranas(Franceschini et al., 2012).
De la misma forma, se pueden encontrar estudios que evidencian una
clara relación entre el nivel mostrado de estas capacidades en alumnado de
secundaria y bachillerato respecto de su rendimiento en asignaturas de
naturaleza científica. A lo largo de los últimos años, se han realizado diversos
estudios para intentar establecer una correlación entre la habilidad visual-
espacial del alumnado y su rendimiento obtenido en determinados ámbitos o
áreas del conocimiento estudiados en las etapas de secundaria y bachillerato.
Por ejemplo, en (Stavridou & Kakana, 2008), efectuaron un estudio sobre un
grupo de alumnos en la edad de 14 años (que es la edad típica de un alumno
cursando la Educación Secundaria Obligatoria en España) con el que pretenden
evaluar el rendimiento de las “habilidades gráficas” que poseen los alumnos
(según el autor, entendiendo las “habilidades gráficas” como el rango de
habilidades cognitivas para visualizar y pensar en tres dimensiones,
relacionadas con la percepción visual y la capacidad para representar el espacio,
originadas en el dominio de la inteligencia visual-espacial) en relación con el
rendimiento académico obtenido en las asignaturas de matemáticas y ciencias.
Los resultados del estudio son interesantes y prometedores: se establece una
correlación clara entre nivel de la “habilidad gráfica” de un alumno y su
rendimiento académico en matemáticas y ciencias.
Establecida una clara correlación entre las capacidades mostradas en
inteligencia visual-espacial y el rendimiento académico en las asignaturas del
área de ciencias, es interesante buscar la mejora de las habilidades espaciales
del alumno para que esta mejora se refleje directamente en una mejora
significativa y perdurable en las competencias matemático-científicas del
alumno. Llegados a este punto, es necesario dar respuesta a dos interrogantes
que pueden ser muy relevantes para el planteamiento del propuesto proyecto de
innovación:
9
1. Cómo medir las capacidades visuales-espaciales de un individuo.
2. Cómo mejorar las capacidades visuales-espaciales de un individuo.
Para dar respuesta a estas preguntas, nos centraremos en el
planteamiento de un estudio especialmente relevante llevado a cabo en la
Universidad de Oxford, publicado en el año 2008, en el que se discute cómo
entrenar las habilidades relacionadas con la inteligencia visual espacial y cómo
tras su entrenamiento, los sujetos del estudio mostraron un alto grado de mejora
en estas habilidades (Wright et al., 2008). La principal habilidad que se mide en
este estudio es la capacidad de rotación mental en objetos tridimensionales,
mostrados mediante imágenes 2D. Para ello, en el estudio se efectúan 3 test
diferentes con los que entrenar a los sujetos de prueba. En el primer test,
denominado “tarea de rotación mental” (mental rotation test, MRT), se pretende
medir la habilidad para comparar una pareja de figuras 2D de objetos 3D
mostradas en diferentes orientaciones, en la que los sujetos deberán decidir si
las dos vistas mostradas corresponden con dos objetos 3D idénticos, o por el
contrario son imágenes espejo entre ellas. Un ejemplo práctico de esta prueba
lo encontramos reproducido del estudio original en la Figura 1, donde se
presentan dos vistas diferentes de una pieza tridimensional que, en este caso,
son iguales.
Figura 1. Ejemplo de tarea de rotación mental. En este caso, las dos
piezas son idénticas. Reproducido de los test mostrados en (Wright et al., 2008).
La prueba de rotación mental descrita es posiblemente la más interesante
de las aplicadas y también es la que más se va a potenciar como consecuencia
del proyecto de innovación propuesto en este trabajo. En el estudio referenciado,
se llevaron a cabo dos pruebas adicionales. En segundo lugar, una “tarea de
doblado de papel mentalmente” (Mental Paper-Folding Task, MPFT), en el que
10
se pretende medir la habilidad para comprobar si la representación 2D de uno o
varios cubos, desdoblados y unidos por sus aristas, es correcta o no es correcta.
Esta prueba está basada en las pruebas visual-espaciales planteadas en
(Shepard & Feng, 1972). Finalmente, se propone una tercera prueba diseñada
para comprobar la capacidad del sujeto para relacionar si los significados de dos
parejas de palabras, ubicadas en una imagen 2D en cada uno de sus extremos,
son similares o no. Esta prueba se denomina “tarea de analogías verbales”
(Verbal Analogies Task, VAT), y está basada en un estudio realizado en el campo
de la neurología (Morrison et al., 2004).
La conclusión más importante del estudio descrito por (Wright et al., 2008)
es precisamente la que buscábamos: las capacidades espaciales de una
persona o individuo no sólo se pueden medir, sino que también pueden ser
entrenadas y mejoradas mediante la práctica específica de tareas especialmente
diseñadas para ello.
Para concluir esta sección, es necesario mencionar que el propósito de
este proyecto no es plantear un trabajo de investigación sino un trabajo de
innovación educativa con el propósito de mejorar las capacidades visual-
espaciales en el alumnado de secundaria y bachillerato. Por lo tanto, la
evaluación del proyecto, discutida en la correspondiente sección de este
documento, no será tan rigurosa como en el estudio de investigación aquí
descrito. No obstante, se planteará un trabajo de investigación como posible
continuación del proyecto propuesto debido a la escasez de bibliografía
encontrada sobre la relación entre la impresión 3D como herramienta didáctica
y la mejora de las capacidades vinculadas a la inteligencia visual-espacial.
2.3 LA IMPRESIÓN 3D COMO HERRAMIENTA EDUCATIVA
La denominada como impresión 3D forma parte de una familia de
procesos de fabricación conocidos en la industria como fabricación aditiva. Antes
de pasar a definir lo que es la fabricación aditiva o impresión 3D, y por qué su
uso puede ser beneficioso para el proyecto de innovación propuesto, es
interesante estudiar en qué ámbitos educativos y para qué aplicaciones se está
usando esta técnica de fabricación.
En la actualidad, la impresión 3D se utiliza en diferentes ámbitos e
instituciones que forman parte de la comunidad educativa. De acuerdo con (Ford
11
& Minshall, 2019), en la actualidad (a fecha de 2019) la impresión 3D es utilizada
por escuelas, universidades, librerías y centros educativos especializados para
alguno de los siguientes cinco propósitos:
1. Enseñar a los estudiantes sobre la impresión 3D.
2. Enseñar a los docentes sobre la impresión 3D.
3. Como tecnología de apoyo a la enseñanza.
4. Para producir artefactos que ayuden a la enseñanza.
5. Para crear tecnologías de accesibilidad.
En esta clasificación, nuestro proyecto de innovación estaría englobado
en el punto 3, como tecnología de apoyo a la enseñanza, puesto que el objetivo
principal de la actividad propuesta está relacionado con la mejora de la
capacidad espacial del alumnado. De forma transversal, también podría
considerarse como un proyecto clasificado en el punto 1, enseñar a los
estudiantes sobre la impresión 3D, ya que, aunque no es el objetivo principal, el
alumnado deberá comprender y dominar los principios básicos por los que se
rige la impresión de objetos 3D mediante un proceso de fabricación aditiva.
En lo relativo al uso específico de la impresión 3D en los centros
educativos, (Bull et al., 2014) presenta desde un punto de vista de un currículo
orientado hacia la ingeniería, cómo la realización de proyectos que requieren de
la construcción de un prototipo físico, como el que se puede conseguir basado
en técnicas de impresión 3D, puede proporcionar los fundamentos necesarios
para una mejor comprensión de las matemáticas y las ciencias. En otras áreas
más específicas, por ejemplo, en química, se ha usado la impresión 3D como
medio de apoyo a la enseñanza y como elemento motivador para el aprendizaje.
En (Chery et al., 2015), se presenta un estudio en el que dos grupos de
estudiantes de décimo grado (equivalentes al cuarto curso de ESO en España)
aprendieron la estructura del átomo, un concepto fundamental de la química,
mediante el diseño de una actividad empleando la impresión 3D como medio
motivador de la enseñanza. Uno de los grupos aprendió los mismos conceptos
empleando los procedimientos tradicionales, y fue utilizado como grupo de
control. Los resultados del estudio mostraron que el grupo que se había valido
de la impresión 3D mostraba un conocimiento mucho más sólido en comparación
con el grupo de control, por lo que el uso de la impresión 3D fue muy beneficioso.
12
También es posible emplear la impresión 3D como medio para el
aprendizaje de conocimientos más abstractos, como la programación de código
para hacer software. Por ejemplo, en (Roscoe et al., 2014), se emplea la
impresión 3D junto con otras estrategias como el uso de videojuegos y la
construcción de robots, para enseñar lo que en la literatura se conoce como
“pensamiento computacional”, concepto referido a los procesos de pensamiento
involucrados en la expresión de soluciones como pasos o algoritmos que pueden
ser trasladados a una computadora (Selby & Woollard, 2013). Otro ejemplo del
uso de la impresión 3D como medio para el aprendizaje de otras habilidades lo
encontramos en (Mahil, 2016), donde los alumnos aprenden a diseñar y planificar
una ciudad mediante un juego de construcción interactivo, denominado Kidville.
Aunque estas son sólo algunas de las muchas referencias a proyectos de
innovación educativa que podemos encontrar que utilizan la impresión 3D como
medio o fin para el aprendizaje, una conclusión clara que se puede extraer de
estos estudios es que la impresión 3D es una herramienta educativa muy útil
para el aprendizaje de conocimientos, habilidades y destrezas desarrolladas en
áreas de naturaleza científica, como matemáticas, física, química, ingeniería,
etc.
2.4 FUNDAMENTOS DE LA IMPRESIÓN 3D
Como ya se ha descrito en la sección anterior, la impresión 3D forma parte
de la familia de procesos denominados fabricación aditiva. Aunque su uso en los
inicios de la tecnología era mayormente propietario y militar, fue comercializado
por primera vez y abierto al público en el año 1980 (Holzmann et al., 2017).
Desde entonces, la fabricación aditiva se utiliza ampliamente en diferentes
ámbitos industriales, como en medicina (Q. Yan et al., 2018), ingeniería
aeroespacial (Joshi & Sheikh, 2015), automovilismo (Nichols, 2019) e incluso la
industria de la preparación alimenticia (Mantihal et al., 2020).
Las técnicas de fabricación aditiva basadas en impresión 3D, en
comparación con otras técnicas tradicionales, son muy interesantes para la
industria debido a su versatilidad, flexibilidad, capacidad de personalización,
costes reducidos y tiempos cortos de producción (Tofail et al., 2018). De hecho,
son estas dos últimas características las que más suelen aprovecharse en la
industria, ya que permiten la realización de prototipos para su visualización física
13
con el objetivo de realizar pruebas y optimizaciones previas a la preparación de
un modelo final de dicha pieza (Bak, 2003; Macdonald et al., 2014).
La fabricación mediante impresión 3D se basa en el principio de
construcción de la pieza final mediante un proceso de adición capa a capa. Para
entender adecuadamente el proceso de funcionamiento, podemos basarnos en
el esquema mostrado en la Figura 2. El punto de partida es una pieza 3D para
su fabricación mediante una impresora 3D. Este modelo puede ser un objeto
físico de nuestro entorno, o podemos modelarlo mentalmente a partir de una
imagen 2D. El segundo paso consiste en trasladar el modelo base a un software
de diseño asistido por ordenador (Computer Aided Design, CAD), sobre el cual
se trabaja la preparación del modelo para la impresión. Posteriormente, se
configura el laminado del objeto, cuyas características, (material de impresión,
dimensiones máximas, espesor de capa, precisión, etc.) dependerán del
hardware del que disponga la impresora 3D que se va a utilizar. Finalmente, en
el último paso, enviamos el fichero generado con el modelo preparado para su
impresión al hardware de la impresora 3D, donde automáticamente ésta lanzará
la impresión del objeto contenido en el fichero. Una vez terminada la impresión,
se efectúa la retirada del modelo de la plataforma de impresión, para poder
emplearlo en otras actividades o tareas para las cuales ha sido concebida la
impresión del objeto.
Figura 2. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D típica. Adaptado de
(Ratto & Ree, 2012).
ie a modelo (base) para imprimir
odelado 3
En
reparación del modelo para impresión (laminado)
roceso de
impresión 3
Trasladamos
a un modelo 3
con herramienta
soft are
onfiguramos la
impresión de la
pie a según
características de
la impresora
Enviamos el fichero
generado a la
impresora 3
esultado final,
nueva pie a para
modelar, refinamientos,
optimi aciones
14
El proceso de impresión 3D es relativamente sencillo, aunque existen
algunas limitaciones y consideraciones que deben ser tenidas en cuenta a lo
largo de todo el proceso y que serán mostradas a los alumnos durante el
desarrollo del proyecto de innovación propuesto. Por motivos de espacio, todos
los detalles no se incluyen aquí.
Sin embargo, sí que es destacable mencionar que, en función de los
materiales empleados para la fabricación de la pieza 3D, podemos distinguir
entre tres tipos de fabricación, de entre los cuales, es el primero de ellos el que
se utilizará en el desarrollo de la actividad propuesta.
Deposición por modelado fundido.
Esta técnica de fabricación es la que emplean la mayoría de las
impresoras 3D del mercado, incluyendo las que podemos encontrar accesibles
al usuario de marcas como Ultimaker o Makerbot. Estas impresoras utilizan como
material base para la impresión un material basado en un termoplástico.
Basándonos en el esquema de la Figura 3, la pieza se va a ir construyendo sobre
la plataforma de fabricación, también habitualmente denominada cama de
impresión. El material termoplástico, habitualmente en forma de filamento, es
introducido en el cabezal de extrusión, donde es fundido y depositado sobre la
lámina base, en la que se forma la capa que a posteriori terminará formando
parte del objeto 3D final.
Figura 3. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D basada en
deposición por modelado fundido. Imagen extraída de (Mizar, 2016)
15
Sinterizado selectivo por láser.
Esta técnica de fabricación es mayoritariamente empleada por la industria
especializada, puesto que utiliza como base para la impresión un metal, o
aleación de metales, con la restricción de que estos materiales deben ser
empleados en forma de polvo. La estrategia de fabricación es similar a la
anterior, con la diferencia de que ahora se deposita una capa de polvo completa
sobre la cama de impresión, y se emplea un laser que va fundiendo o
“sinteri ando” de manera selectiva sobre la capa de polvo empleada.
Posteriormente se deposita una nueva capa de polvo, y se va fundiendo
selectivamente hasta construir la nueva capa, y así sucesivamente hasta que el
objeto final ha sido construido.
Figura 4. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D basada en
sinterizado selectivo por láser. Imagen traducida al castellano y extraída de
(Additively, 2020a).
Estereolitografía.
Esta estrategia de fabricación es una mezcla entre las dos anteriores. Se
emplea como materiales resinas en forma líquida, que son depositadas en una
cama de impresión siguiendo una estrategia similar a la del sinterizado selectivo
por láser, con la diferencia de que en este caso es un láser ultravioleta el que se
encarga de curar la resina para solidificarla e ir formando las capas que
finalmente formarán el objeto.
áser entes ayo láser Espejo escáner
ie a construida
Estructura de apoyo
Envolvente construida
lataforma de fabricación
ra o distribuidor
aterial (polvo)
16
Figura 5. Esquema de funcionamiento de una impresora 3D basada en
estereolitografía. Imagen traducida al castellano y extraída de (Additively,
2020b).
2.5 APRENDIZAJE BASADO EN PROYECTOS (ABP)
Para concluir la sección del marco teórico, es importante mencionar la
metodología propuesta para el desarrollo del trabajo de innovación educativa
propuesto. Por su adecuación a los contenidos y los objetivos que se pretenden
cubrir, se ha elegido una metodología de aprendizaje basado en proyectos. Esta
metodología se define como una forma de enseñanza activa y centrada en el
estudiante que se caracteriza por su autonomía, realización de investigaciones
constructivas, colaboración, comunicación, aprendizaje cooperativo y aplicación
práctica a tareas del mundo real (Kokotsaki et al., 2016).
Esta metodología de aprendizaje se basa en que el aprendizaje es mucho
más efectivo cuando se afrontan problemas determinados, ya que se activa la
motivación personal con el objetivo de resolver el problema de la mejor forma
posible. Mediante la resolución de problemas, que es una capacidad transversal
de la asignatura de matemáticas tanto en las etapas de Educación Secundaria
Obligatoria y de Bachillerato, y que además es una destreza muy relevante en la
vida personal y profesional de las personas, el estudiante debe adquirir los
adecuados procesos de pensamiento para su resolución, hábitos de
persistencia, resistencia al desaliento, etc.
ie a construida
Estructura de apoyo
lataforma de fabricación
Espejo escáner entes ayo láser
áser
ra o distribuidor
aterial (res ina líquida)
17
Sin embargo, a pesar de que la resolución de problemas es el conductor
principal de esta metodología de aprendizaje, que es un contenido propio de las
matemáticas en los currículos de educación secundaria y bachillerato, esta
habilidad es clave en todos los ámbitos de la vida diaria, aunque lo es
especialmente para las áreas relacionadas con los ámbitos científicos, es decir,
ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM: Science, Technology,
Engineering and Mathematics). Estudios como el realizado en (Tseng et al.,
2013), presentan evidencias de que son estas áreas del conocimiento las que
más se benefician de las metodologías de aprendizaje basado en proyectos. En
particular, esta metodología ha demostrado ser muy efectiva y ampliamente
usada en ámbitos de ingeniería, concretamente en futuros alumnos de
ingeniería, tal y como se muestra en (Ricaurte & Viloria, 2020). De los resultados
de este estudio se deriva un importante crecimiento del interés y motivación de
los alumnos por los contenidos desarrollados en el área de ciencias aplicadas,
mediante el fomento de aspectos innovadores en la metodología como
aprendizaje multinivel y potenciación del pensamiento lógico, algo muy típico y
bien valorado por el ámbito ingenieril.
En conclusión, por la naturaleza del proyecto de innovación propuesto, los
contenidos específicos que se pretende desarrollar y las capacidades que se
espera desarrollar en el alumnado, la metodología de aprendizaje basado en
proyectos es una de las que mejor se ajustan al trabajo de innovación, y por ello,
se ha elegido como metodología de trabajo principal.
18
3. OBJETIVOS
Los objetivos, tal y como se definen en el artículo 2.b) del Real Decreto
1.105/2014, de 26 de diciembre, por el que se establece el currículo básico de la
Educación Secundaria Obligatoria y del bachillerato, son referentes relativos a
los logros que el estudiante debe alcanzar al finalizar cada etapa, como resultado
de las experiencias de enseñanza-aprendizaje intencionalmente planificadas a
tal fin.
En nuestro proyecto de innovación educativa, por ser un trabajo de
naturaleza extracurricular, se define como objetivo general el principal logro que
se pretende que los alumnos adquieran con la realización de este taller. Los
objetivos específicos se derivan de éste, y reflejan los objetivos concretos que
se pretende alcanzar con el desarrollo de los proyectos propuestos.
3.1 OBJETIVO GENERAL
- Mejorar las capacidades asociadas a la inteligencia visual-espacial por
medio de la visualización, manipulación y construcción de objetos
tridimensionales empleando las impresoras 3D. (OG)
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Manejar adecuadamente las herramientas software de diseño asistido
por ordenador para modelar objetos 3D. (OE1)
- Comprender los pasos necesarios para llevar a cabo la impresión de un
modelo 3D con una impresora. (OE2)
- Modelar objetos 3D sencillos a partir de imágenes bidimensionales de
modelos 3D o a partir de modelos tridimensionales ya construidos. (OE3)
- Entender el proceso de fabricación aditiva de las impresoras 3D capa
por capa y las limitaciones que se derivan de este proceso. (OE4)
- Visualizar adecuadamente los modelos 3D propuestos para ser capaz
de argumentar la orientación y colocación óptima del modelo 3D sobre
la plataforma de impresión. (OE5)
19
4. METODOLOGÍA
La metodología didáctica, tal y como se define en el artículo 2.g) del Real
Decreto 1.105/2014, de 26 de diciembre, por el que se establece el currículo
básico de la Educación Secundaria Obligatoria y del bachillerato, se compone
del conjunto de estrategias, procedimientos y acciones organizadas y
planificadas por el profesorado, de manera consciente y reflexiva, con la finalidad
de posibilitar el aprendizaje del alumnado y el logro de los objetivos planteados.
Para el desarrollo del proyecto de innovación propuesto, se va a diseñar
una actividad tipo taller de laboratorio. En la actividad se van a planificar un total
de 6 sesiones teóricas, de duración corta, dirigidas por el profesor, y otras 13
sesiones de duración más larga, para el desarrollo de las actividades concretas.
Para lograr el aprendizaje de los contenidos y la consecución de los objetivos
propuestos, se ha elegido una metodología didáctica de aprendizaje basado en
proyectos. Hay varias razones que motivan la elección de esta metodología para
su aplicación en este proyecto.
Desde un punto de vista educativo, hay estudios que relacionan esta
metodología con un mejor aprendizaje de las competencias digitales y
tecnológicas (Ricaurte & Viloria, 2020). Por otro lado, se pretende mejorar la
motivación del alumno mediante actividades/proyectos de aplicación real, por lo
que hay un objetivo final que se les plantea en cada uno de los proyectos
descritos. Además, desde el punto de vista práctico, es la mejor metodología
para que los alumnos puedan enfrentarse a problemas reales por ellos mismos,
y puedan basar su aprendizaje en la experiencia. Por último, cabe destacar que
el enfoque grupal de los proyectos también permitirá que los alumnos aprendan
a organizarse como equipo, a repartir tareas y compartir responsabilidades, así
como que puedan colaborar entre ellos para solventar los problemas y carencias
que tengan sobre los contenidos de la actividad propuesta.
4.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Tal y como se ha especificado en la breve introducción al apartado de
metodología, el proyecto de innovación educativa se ha enfocado como un taller
de laboratorio para su desarrollo a lo largo de, aproximadamente, 20 sesiones.
Aunque el objetivo principal del proyecto es lograr una mejora significativa en las
20
capacidades espaciales del alumnado, éste no es un contenido curricular
explicitado en los currículos básicos de secundaria o bachillerato. Por lo tanto, la
actividad/taller se propone como actividad extracurricular, complementaria a la
formación científica proporcionada por el centro educativo. Las asignaturas de
este ámbito con las que están estrechamente relacionados los contenidos que
se van a desarrollar son: matemáticas, física, tecnologías de la información,
tecnología y dibujo técnico. Estas sesiones se han divido en dos tipos:
- 6 sesiones teóricas de duración corta (duración aproximada:
entre 30 y 45 minutos). En estas sesiones, el cometido del profesor será
explicar las nociones básicas para entender el funcionamiento de la impresión
3D. Se enseñarán los conceptos básicos para el manejo del software de
modelado 3D, los principios básicos sobre los que se rige la impresión 3D, el
manejo del hardware de la impresora, etc. Estas sesiones no se rigen por los
principios metodológicos del aprendizaje basado en proyectos. Para conseguir
el aprendizaje significativo que se pretende que los alumnos logren, se sientan
las bases teóricas que van a trabajar mediante el desarrollo de las actividades
concretas o proyectos propuestos. El profesor se apoyará en material didáctico
audiovisual para ilustrar los contenidos que se pretende desarrollar, y
ejemplificará de manera práctica el proceso de impresión 3D de una o varias
piezas.
- 13 sesiones prácticas de duración larga/variable (duración
aproximada: 2-3 horas). En estas sesiones, el profesor toma un rol de apoyo o
de orientación del aprendizaje. Será el propio alumno quien ahora tome el
control, pasando a ser un agente activo de su aprendizaje. Estas sesiones
componen el grueso de la actividad propuesta, y se basan en la metodología
descrita de aprendizaje basado en proyectos. A lo largo del desarrollo de la
actividad, se propondrán una serie de proyectos, de dificultad incremental, con
el propósito de lograr la consecución de los objetivos descritos en la sección 3
de este documento. En la sección de actividades se propone una descripción
con algunos de los posibles proyectos a desarrollar durante el taller. No obstante,
estos pequeños trabajos podrán ser modificados y/o adaptados en función de las
necesidades del alumnado para maximizar el aprendizaje de las capacidades
propuestas.
21
4.2 CONTENIDOS
En esta sección se presentan los contenidos que se van a desarrollar a lo
largo del taller de impresión 3D.
Debido a que este proyecto se enmarca como una actividad
extracurricular, es difícil especificar un contenido concreto extraído del currículo
básico de ESO y bachillerato. No obstante, sí que se van a trabajar de forma
directa algunos de los contenidos transversales en la asignatura de matemáticas
y que son de especial relevancia. Estos contenidos están reflejados en el Decreto
221/2015, de 2 de septiembre de 2015, por el que se establece el currículo del
Bachillerato en la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia, en el bloque 1
de procesos, métodos y actitudes en matemáticas, y son los siguientes:
- Planificación del proceso de resolución de problemas. Estrategias
y procedimientos puestos en práctica: relación con otros problemas conocidos,
modificación de variables, suponer el problema ya resuelto.
- Elaboración y presentación oral y/o escrita de informes científicos
sobre el proceso seguido en la resolución de un problema o en la demostración
de un resultado matemático.
- Elaboración de un informe científico sobre el proceso, resultados y
conclusiones del proceso de investigación desarrollado.
Así mismo, también se trabajan contenidos reflejados en el bloque 4 de
geometría, específicamente las propiedades métricas (cálculo de ángulos,
distancias, áreas y volúmenes).
De manera más específica, durante las sesiones teóricas se van a explicar
de manera guiada por el profesor e interactiva con el alumnado los fundamentos
teóricos necesarios para el correcto desarrollo de la actividad extracurricular.
4.3 ACTIVIDADES
Las actividades del taller de impresión 3D se pueden dividir entre los dos
tipos de sesiones que se han planteado: por una parte, tenemos las 6 sesiones
teóricas para explicar al alumnado los fundamentos de la impresión 3D, el diseño
por ordenador y cómo se va a trabajar la visión espacial a lo largo del proyecto.
Por otra parte, tenemos las 13 sesiones prácticas, durante las cuales se van a
llevar a cabo el desarrollo de los proyectos propuestos.
22
En Tabla 1 se muestra un desglose de los contenidos que se van a
explicar y actividades que se van a llevar a cabo en cada una de las sesiones
teóricas planificadas.
Tabla 1. Descripción de las sesiones teóricas del taller.
Sesión Descripción
1
- Actividad de Evaluación inicial del taller.
- Introducción al modelado 3D.
- Breve explicación sobre la construcción de objetos 3D utilizando un
ordenador.
- Visualización de modelos 3D mediante imágenes 2D.
2
- Tipos de proyección geométrica.
- Construcción de modelos 3D a partir de sus vistas
- Introducción al software de modelado 3D TinkerCAD.
- Explicación de la interfaz de usuario.
3
- El espacio de trabajo de TinkerCAD.
- Construcción de bloques sencillos de la librería.
- Herramientas de manipulación de objetos básicas: movimiento,
rotación, escalado.
- Herramientas de manipulación de objetos mediante operaciones
booleanas: unión, intersección, diferencia.
4
- Introducción a la impresión 3D.
- Descripción de los pasos necesarios para la fabricación de un
modelo en 3D.
- Descripción del proceso de fabricación de la impresora. Material
audiovisual de video de youtube.
5
- Introducción al software de la impresora 3D Ultimaker Cura.
- Revisión de la interfaz gráfica de usuario.
- Importación de modelos en el software de la impresora 3D.
- Manipulación y preparación del modelo 3D para su impresión.
6
- Ejemplo práctico de impresión 3D a partir de un modelo
prediseñado.
- Importación y preparación del modelo 3D previamente diseñado
según las características del hardware de la impresora.
23
- Lanzamiento de la impresión 3D. Estimación de los tiempos de
fabricación y otros parámetros de interés para la impresión 3D.
Para el desarrollo de las sesiones prácticas, se va a seguir el modelo de
aprendizaje basado en proyectos. Durante las 13 sesiones planificadas, de
duración aproximada entre 2 y 3 horas, se va a plantear el desarrollo de 4
proyectos. En los siguientes subapartados se describen cada uno de los
proyectos planteados.
4.3.1 Proyecto 1. Representación de piezas en 3D.
Introducción del proyecto
En esta actividad, vamos a practicar los conocimientos fundamentales
sobre la representación de piezas en 2D y en 3D estudiados en asignaturas
como tecnología y dibujo técnico. Una vez que dominéis la representación de las
piezas propuestas, ¡estaremos listos para comenzar la impresión!
Descripción de la tarea
Vamos a utilizar los recursos web proporcionados en (Ortiz de Lejarazu,
2013) para practicar la construcción de piezas 3D a partir de sus vistas (alzado,
planta y perfil), y también la representación de las vistas a partir de las figuras
3D. En la web, encontraréis ejercicios de vistas y de proyecciones de nivel
elemental y de nivel medio.
El objetivo es proporcionar recursos materiales al departamento de
plástica del centro educativo. Como equipo de trabajo, debemos trasladar los
modelos 3D encontrados en dicho recurso web y modelarlos utilizando el
software TinkerCAD que hemos aprendido. Tendremos que hacer una selección
de las piezas más adecuadas e interesantes para efectuar su impresión 3D, por
lo que se deberá tener en cuenta este punto a la hora de seleccionar las piezas.
En la siguiente figura se muestra un ejemplo de las piezas 3D que se podrán
encontrar en la citada web.
24
Figura 6. Ejemplo de piezas 3D para efectuar su modelado en el software TinkerCAD.
Documentación que deberán entregar para su evaluación
Para que el personal del departamento de plástica pueda utilizar el
material que vamos a elaborar, necesitamos proporcionarles los archivos de los
proyectos de cada pieza, así como un pequeño documento en el que se
especifique cada pieza junto con el nombre de fichero del proyecto. Además,
debéis comentar por qué habéis elegido dicha pieza y si es adecuada para ser
impresa en 3D.
Comentarios sobre el proyecto propuesto
En este proyecto introductorio se pretende que los alumnos practiquen de
forma activa la representación de piezas en 3D a partir de sus vistas. También
se pretende que practiquen lo contrario, es decir, dibujar las vistas a partir de las
piezas en 3D. Para ello se parte de los recursos encontrados en la citada página
web. También se van a proporcionar varias piezas 3D en la sesión práctica ya
impresas, para que los alumnos puedan practicar la visualización espacial
mediante observación directa.
Mediante la propuesta de la actividad para proporcionar material al
departamento de plástica, se pretende buscar la motivación del alumno en una
aplicación práctica del proyecto propuesto. Además, el departamento de plástica
y de tecnología del centro educativo podrán utilizar los diseños y piezas impresas
por los alumnos de este taller. Es una forma de involucrar de forma activa
25
también al alumnado en el desarrollo de las actividades didácticas de los
departamentos.
Es necesario utilizar el software TinkerCAD puesto que es la principal
herramienta que se va a utilizar a lo largo del taller. De esta forma también
practicarán las habilidades de diseño asistido por ordenador, con las que se
trabajan capacidades reflejadas en las competencias lógico-matemáticas y
digital.
La metodología de trabajo empleada usando ABP requiere que la
actividad sea desarrollada por un grupo de alumnos, tal y como se especifica en
el cuerpo de este documento. No se espera que todos los alumnos trabajen todas
las piezas que se proponen. Lo que se pretende es que trabajen como equipo,
sepan cómo coordinarse y cómo organizar el trabajo, y también que sepan tomar
decisiones consensuadas sobre las piezas que van a elegir y los motivos por los
que son elegidas.
Para la evaluación del proyecto, se van a emplear dos instrumentos de
evaluación. Por un lado, la observación directa del docente es fundamental,
puesto que la mayor parte del trabajo organizativo será desarrollado en clase.
Por otro lado, se evaluarán los informes elaborados por el grupo sobre el
proyecto. En este informe se evaluará la limpieza del documento, la organización
y estructura adecuadas y la redacción.
Para efectuar la evaluación del proyecto se va a utilizar una rúbrica, en la
que se valorarán los diversos objetivos y capacidades trabajados en la actividad.
4.3.2 Proyecto 2. Impresión de piezas en 3D.
Introducción del proyecto
En esta actividad vamos a practicar las habilidades y conocimientos
adquiridos sobre la preparación de modelos 3D para su fabricación con una de
las impresoras disponibles en el taller. La cosa se pone interesante, ¡manos a la
obra!
Descripción de la tarea
Para este proyecto vamos a necesitar las piezas que hemos diseñado en
el proyecto 1. El objetivo es aprender a utilizar el software y el hardware de la
impresora 3D para la realización física de las piezas que ya hemos modelado.
26
De todas las piezas diseñadas en el proyecto 1, elegiremos una pieza por
persona. Cada una de las piezas deberá importarse en el software de la
impresora (Ultimaker Cura) y prepararse para el laminado y envío a la impresora
3D. El resultado final debe ser un set de piezas fabricadas en 3D adecuadas con
los modelos diseñados en el proyecto 1. Estas piezas serán entregadas también
al departamento de plástica junto con una pequeña presentación audiovisual
donde se muestre que la pieza fabricada se corresponde con el modelo 3D de
partida y con sus vistas.
Documentación que deberán entregar para su evaluación
Para que el personal del departamento de plástica pueda utilizar el
material que vamos a elaborar, debemos mostrarles que cada pieza que le
entregamos es adecuada con los proyectos de diseño que se elaboraron en el
proyecto anterior. Para ello se prepararán dos pequeños trabajos a modo de
documentación. Por un lado, un pequeño informe que muestre el proceso de
impresión, el fichero preparado con su laminado y las características que se han
utilizado, y unas imágenes visuales de las piezas fabricadas. Para elaborar este
informe, podemos (y debemos) reutilizar el documento preparado para el
proyecto anterior. Por otro lado, un pequeño vídeo en el que se muestren las
piezas fabricadas, las piezas 3D o conjuntos de vistas que se han utilizado para
la fabricación y cómo se han impreso con el hardware de la impresora (2-4
minutos).
Comentarios sobre el proyecto propuesto
Con este proyecto se pretende que los alumnos apliquen los
procedimientos explicados en las sesiones teóricas sobre la preparación del
fichero para su impresión y el envío de este al hardware de la impresora.
También se inicia el trabajo de la visualización y manipulación de objetos
en el espacio mediante la preparación de los modelos 3D para su impresión. Las
piezas presentes en los recursos didácticos del proyecto 1 tienen determinadas
características que las hacen interesantes para su impresión 3D. Debido al
proceso de impresión capa por capa, una limitación inherente de la impresión, al
fabricarse de abajo a arriba, es que no se puede imprimir fácilmente trozos de la
pieza que quedan voladizos sin ningún tipo de soporte. El software elegido para
la impresión 3D, tiene la capacidad de generar soportes para estas secciones de
manera automática. No obstante, en la mayoría de los casos propuestos, la
27
fabricación de la pieza se puede hacer de manera sencilla simplemente
cambiando la orientación de la pieza sobre el espacio de trabajo. Se valorará la
capacidad de los alumnos para estudiar estos casos e identificar las
orientaciones óptimas para las piezas que minimicen la necesidad de usar
estructuras de soporte.
Mediante la presentación de los resultados en forma escrita y audiovisual,
se pretende fomentar las capacidades científicas en el área de redacción de
informes y trabajos técnicos, así como la presentación oral y presentación visual
de los resultados obtenidos tras la realización de un proyecto. Todas estas
habilidades están relacionadas con las competencias lingüísticas, lógico-
matemáticas y digitales, en especial relacionada con el lenguaje técnico de la
fabricación e impresión 3D.
Para efectuar la evaluación del proyecto se va a utilizar una rúbrica, en la
que se valorarán diversos objetivos y capacidades trabajados en la actividad.
4.3.3 Proyecto 3. La maqueta del tobogán
Introducción del proyecto
En esta actividad vamos a profundizar en nuestros conocimientos sobre
el modelado de piezas 3D y la impresión de estas piezas para una aplicación
práctica: la construcción de una maqueta para un proyecto de construcción real.
¡Hora de ponerse a diseñar!
Descripción de la tarea
Para este proyecto vamos a necesitar poner nuestra creatividad en
marcha. La comunidad autónoma nos ha financiado la construcción de un
tobogán para incorporarlo a nuestras instalaciones de educación infantil y
educación primaria. El objetivo es que los niños puedan lanzarse por el tobogán
y caer a pie de calle sobre un entorno acolchado conectado directamente con el
patio del colegio. Para contar con la opinión del centro educativo, nos han pedido
que les aportemos ideas sobre cómo puede ser este tobogán y qué forma puede
tener.
Por ello, necesitamos presentarles una serie de diseños originales en el
que puedan inspirarse para llevar a cabo la construcción del tobogán. Nuestra
tarea es diseñar la forma del tobogán en 3D y fabricar una pequeña maqueta a
escala de cómo quedaría el tobogán. A modo de ejemplo, podéis inspiraros en
28
la siguiente fotografía, extraída de un proyecto real de tobogán de evacuación
fabricado en la Comunidad de Aragón.
Figura 7. Ejemplo de tobogán de evacuación. Imagen extraída de (Industrias
Agapito, 2020)
Debéis tener en cuenta que todos los proyectos que realicéis serán
presentados al comité, por lo que no debéis repetir diseños entre vosotros.
Durante la sesión práctica podéis organizar una discusión entre todos los grupos
para decidir qué diseños y qué cosas incluye y realiza cada grupo.
Documentación que deberán entregar para su evaluación
Para la correcta evaluación de las propuestas, necesitamos un documento
donde se describa el diseño que se ha hecho, los ficheros de diseño de los
modelos 3D y la maqueta fabricada mediante la impresora 3D. Podéis incluir un
pequeño vídeo en el que expliquéis la estructura del tobogán y cómo habéis
fabricado la maqueta (2-4 minutos).
Comentarios sobre el proyecto propuesto
El proyecto propuesto cubre en su totalidad los objetivos específicos
propuestos para este proyecto de innovación. Con el diseño e impresión de un
modelo 3D de un tobogán, los alumnos deberán trabajar múltiples capacidades
relacionadas con la inteligencia espacial. Por la naturaleza colaborativa del
proyecto, también deberán ampliar su ámbito de trabajo y pasarán a colaborar
no sólo entre los miembros de trabajo del grupo, sino también con el resto de los
grupos de la clase.
29
En una primera fase, deberán decidir entre todos los grupos qué tipos de
toboganes quieren hacer y cuáles son las formas que van a hacer cada uno. En
una segunda etapa, cada grupo deberá planificar cómo hacer el diseño del
tobogán. Durante este proceso, afrontarán varios retos relacionados con las
capacidades espaciales y de razonamiento lógico. Por ejemplo, deberán decidir
si imprimir el tobogán de una sola pieza o dividirlo en varias piezas para luego
juntarlas. Deberán también decidir el tamaño de la escala para el tobogán. De la
misma forma, puesto que es una maqueta, pueden optar por hacer el tobogán
hueco o hacerlo sólido (completo o parcialmente). En función de las opciones
elegidas, la complejidad del diseño y fabricación pueden variar. Por ello, aunque
la temporalización establece 3 sesiones para este proyecto, en función del
progreso de los trabajos el profesor podrá decidir si proponer el cuarto proyecto
como parte del taller o como tarea adicional para los alumnos que tengan interés
y deseen seguir trabajando estas capacidades fuera del período de realización
del taller.
A la finalización de este proyecto, se propondrá realizar una exposición en
el centro educativo con las maquetas impresas en 3D en una de las zonas
comunes del centro. Los alumnos del taller tendrán que dejar su tobogán
montado y preparar un pequeño póster donde muestren imágenes del diseño y
del proceso de fabricación seguido para montar la maqueta. De esta forma, se
consiguen darle visibilidad a la actividad en el centro. También es interesante
esta actividad final como instrumento evaluador para el profesor, quien podrá
comprobar las capacidades lingüísticas relacionadas con la exposición oral,
discusión e interacción con otros alumnos y profesores interesados en sus
proyectos.
Al igual que todos los proyectos, como instrumento de evaluación se va a
emplear una rúbrica para valorar la consecución de los objetivos al término del
proyecto.
4.3.4 Proyecto 4. Fabricación de un set de tablero y piezas de ajedrez.
Introducción al proyecto
En la última actividad del taller, vamos a seguir trabajando nuestras
habilidades de modelado e impresión 3D, diseñando y fabricando un modelo de
tablero de ajedrez que pueda ser imprimible por otros centros educativos. Nos
30
centraremos en que el tablero sea funcional y que pueda montarse de forma que
quede fijo, y las piezas sean bonitas, pero, sobre todo, funcionales. Como decía
un legendario campeón mundial de ajedrez, y que en nuestro caso es
perfectamente aplicable, “Hay que eliminar la hojarasca del tablero” (José aúl
Capablanca).
Descripción de la tarea
Para este proyecto, vamos a elaborar un set de tablero y piezas de ajedrez
para poder ser utilizadas en las horas libres y recreos en el centro educativo. El
objetivo es lograr tener los archivos de diseño e impresión para un modelo de
tablero y conjunto de piezas entre todos los grupos de la clase, por lo que se
deberán repartir las tareas entre todos los grupos. Además, el estilo de las piezas
y del tablero debe de ser uniforme, por lo que deberá haber acuerdo entre todos
los grupos en el estilo y los modelos a utilizar.
Para el diseño del tablero, se deberá tener en cuenta las dimensiones de
este, y si se propone fabricarlo en una o varias piezas. Hay que tener en cuenta
la alternancia de colores de las casillas, y además el tamaño de la casilla debe
ser acorde con la base de las piezas utilizadas.
Para las piezas utilizadas, se podrá o bien diseñar un juego propio, basado
en otros conjuntos de piezas existentes (se valorará la originalidad), o podrá
utilizarse alguno de los modelos existentes en los recursos web proporcionados
por el profesor. En cualquier caso, como ya se ha especificado, el diseño de
todas las piezas deberá ser uniforme. Deberá respetarse también el mismo
código de colores para las piezas (un color claro para todas las piezas blancas,
y un color oscuro para todas las piezas negras).
En total, es necesario diseñar e imprimir: un tablero compuesto por 64
casillas, un conjunto de piezas blancas y otro conjunto de piezas negras (cada
conjunto de piezas se compone de 8 peones, 2 torres, 2 caballos, 2 alfiles, una
dama y un rey).
Como recordatorio, tened en cuenta las limitaciones de espacio en la
mesa de trabajo de la impresora 3D a la hora de elegir la escala del tablero.
Tened en cuenta también que, si las piezas son demasiado pequeñas, será difícil
imprimirlas con suficiente precisión.
31
Documentación que deberán entregar para su evaluación
En este proyecto, se redactará un pequeño informe donde se reflejen los
diseños elegidos para las piezas y la estrategia utilizada para la fabricación del
tablero. Este informe será redactado en conjunto por todos los grupos, y se
deberá indicar la aportación de cada grupo al mismo. Así mismo, tenéis que
presentar los diseños de los modelos 3D de las piezas y tablero, así como los
ficheros para la impresión que hayáis elaborado.
Comentarios sobre el proyecto propuesto
En este último proyecto propuesto para el taller de impresión 3D, se utiliza
como elemento motivador el juego del ajedrez, que se ha vuelto muy popular en
los últimos tiempos. Esto se debe a la alta popularidad de la práctica de este
deporte por internet, muy frecuentado en los tiempos de pandemia que vivimos,
y por el auge surgido de una serie televisiva de la plataforma Netflix, “Gambito
de ama”, emitida durante el año 2020.
Para la realización del proyecto, es necesario que todos los grupos elijan
en su conjunto un juego de piezas y una estrategia para la fabricación del tablero
con la impresora 3D. Los alumnos pueden optar por diseñar el conjunto de piezas
desde cero, lo cual será muy valorado muy positivamente por el profesor, o bien
tomar un modelo de piezas disponible en los recursos web y modificarlo para
adaptarlo a sus gustos. En cualquier caso, se deberá respetar la escala típica
empleada en piezas de ajedrez, para lo cual el profesor proporcionará en las
sesiones algunos modelos de piezas para que los alumnos puedan observarlos
y medirlos con una regla, y así obtener medidas aproximadas.
La fabricación del tablero es una de las partes más complejas de realizar
en este proyecto. Para esta parte, se valorará positivamente la creatividad y
originalidad de la estrategia de impresión propuesta.
4.4 RECURSOS
Para la puesta en práctica de la actividad propuesta en este proyecto de
innovación, serán necesarios una amplia variedad de recursos materiales y
digitales. Por suerte, la mayoría de ellos se encuentran disponibles actualmente
en los centros educativos de enseñanza secundaria, bachillerato y formación
profesional (FP). Podemos distinguir los recursos necesarios en tres tipos:
recursos espaciales, recursos digitales y recursos materiales.
32
Los recursos espaciales engloban las aulas y espacios de clase en los
que se desarrollarán las sesiones teóricas y las sesiones prácticas de la
actividad. Para el desarrollo de las sesiones teóricas, será necesaria un aula
equipada de, al menos, los siguientes materiales:
- Pizarra (tradicional o digital).
- Proyector o pantalla multimedia (televisión, monitor de ordenador,
o similar).
- Mesas individuales para los alumnos.
Para el desarrollo de las sesiones prácticas, será necesaria un aula taller
en la que se llevarán a cabo las actividades grupas (proyectos) de la actividad, y
las tareas de impresión 3D.
Los recursos digitales engloban a las tecnologías de la información y las
comunicaciones (TIC), es decir, el software para modelado 3D, recursos web
para su consulta, aplicaciones de office para la elaboración de documentos, etc.
En particular, los recursos digitales principales que son necesarios para el
desarrollo del proyecto son:
- Software de modelado 3D (TinkerCAD).
- Software de la impresora 3D (Ultimaker Cura).
- Recursos web para obtener modelos de piezas 3D.
- Aula virtual (Google classroom) como entorno de aprendizaje
donde estará centralizada toda la información sobre el taller y el material
necesario para el desarrollo de los proyectos.
- Herramientas ofimáticas (Google Suite, Microsoft Office) para la
elaboración de informes y documentos.
Los recursos materiales engloban las herramientas físicas que serán
necesarias para el correcto desarrollo del taller de impresión 3D. Concretamente,
estos recursos son:
- Impresoras 3D (al menos una por grupo).
- Cartuchos de material termoplástico para las impresoras 3D.
- Ordenadores equipados con las herramientas software descritas en
los recursos digitales (al menos 1 por cada 2 alumnos).
En relación con la disponibilidad de todos estos recursos en el centro
educativo, la mayor parte de ellos están disponibles o son de libre acceso para
los alumnos y profesores de los centros educativos. Los recursos que pueden
33
presentar mayor dificultad en su disponibilidad son las impresoras 3D, puesto
que no son un recurso típico empleado en los centros de enseñanza de
secundaria y bachillerato. Los ordenadores para el uso de los recursos digitales
suelen estar disponibles en las aulas de informática de los centros educativos,
por lo que pueden ser usados por los alumnos para el desarrollo de las
actividades del taller. Las herramientas digitales empleadas para el modelado e
impresión 3D son gratuitas y fáciles de encontrar en la web, por lo que podrán
estar disponibles en los ordenadores del aula de informática y también lo podrán
utilizar los alumnos fácilmente en sus ordenadores personales.
4.5 TEMPORALIZACIÓN
La distribución de sesiones de trabajo se ha hecho dividiendo por una
parte las sesiones teóricas y por otra parte las sesiones prácticas. Para las
sesiones teóricas, se planifica el desarrollo de los contenidos indicados en la
Tabla 1 en sesiones de duración aproximada de entre 30 y 45 minutos, salvo la
sesión teórica número 1, que contiene una actividad inicial, descrita con mayor
detalle en el apartado de evaluación del proyecto. Para las sesiones prácticas,
se planificar el desarrollo de los proyectos descritos a lo largo de 13 sesiones de
duración aproximada entre 2 y 3 horas, dependiendo del interés y del rendimiento
del alumnado con respecto a los proyectos que se proponen.
Es importante destacar en este apartado la secuenciación de las sesiones
teórico/prácticas. Estas sesiones no se desarrollarán totalmente en paralelo,
puesto que para el desarrollo de los proyectos es necesario contar con una serie
de conocimientos básicos sobre modelado e impresión 3D que serán descritos
durante las sesiones teóricas de la actividad. Por este motivo, se planifica el inicio
de las sesiones prácticas una vez que se haya impartido la sesión teórica número
3, en la que se explicará a los alumnos el funcionamiento de la herramienta
software elegida para el modelado 3D.
En total, se ha planificado el desarrollo del taller a lo largo de 16 semanas,
durante las cuales se impartirán las sesiones teóricas y prácticas. La
temporalización de las 19 sesiones a lo largo de las 16 semanas se muestra en
la tabla de la sección 8.1.
34
5. EVALUACIÓN
Para medir el grado de adquisición de los objetivos propuestos en el
alumnado y el grado con el que el taller ha sido diseñado en relación con el
aprendizaje de los alumnos, se van a distinguir dos tipos de evaluación:
- Evaluación del proceso de aprendizaje. Se va a evaluar mediante test,
cuestionarios y actividades prácticas el grado de adquisición de las
capacidades propuestas como objetivos del proyecto propuesto. Esta
evaluación será diseñada por el profesor y será realizada por los alumnos
de la actividad.
- Evaluación del proceso de enseñanza. Mediante los resultados
obtenidos del proceso de aprendizaje de los alumnos, y unos
cuestionarios de autoevaluación, se pretende valorar la adecuación de los
contenidos y el desarrollo del taller con los objetivos planteados. Estos
cuestionarios serán rellenados de forma objetiva por el profesor que
imparte la actividad.
A continuación, se van a detallar las etapas y procedimientos de
evaluación de cada uno de los tipos a considerar en el proyecto.
5.1 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE APRENDIZAJE
Con la evaluación del proceso de aprendizaje, se pretende medir de
manera objetiva el grado de adquisición del objetivo general (OG), definido en la
sección 3 de este documento, a lo largo del desarrollo de las actividades
propuestas dentro del taller.
Para llevar a cabo una evaluación objetiva, y que además se ajuste a las
características del proceso de evaluación en la etapa de secundaria y
bachillerato (evaluación continua, formadora e integradora), se van a definir tres
etapas de evaluación. La primera etapa de evaluación consistirá en una prueba,
desarrollado de manera individual, compuesto por dos ejercicios relacionados
con la capacidad visual-espacial del alumno. Ésta será la evaluación inicial del
alumno. La segunda etapa de evaluación consistirá en la evaluación de los
proyectos propuestos. Por último, se hará una evaluación final de la actividad,
similar a la evaluación inicial, para poder evaluar la mejora de los alumnos en lo
referido a la capacidad visual-espacial, en el momento de finalización de la
actividad.
35
5.1.1 Evaluación inicial de la actividad.
La primera etapa de evaluación consistirá en una prueba, desarrollado de
manera individual, compuesto por dos ejercicios relacionados con la capacidad
visual-espacial del alumno. Ésta será la evaluación inicial del alumno.
El primer ejercicio consistirá en una prueba de rotación mental de figuras
y formas en dos dimensiones (en el plano). Para ello, se proporcionará un set de
hasta 10 conjuntos de figuras en los que se mostrará al alumno una figura original
y dos versiones rotadas y/o transformadas e la misma figura. El alumno deberá
elegir entre una de las dos opciones proporcionadas, siendo la opción correcta
la que más se ajuste a la versión original de la figura (sin rotar). Se pueden utilizar
conjuntos de figuras ya empleadas en otros estudios; por ejemplo, en este
ejercicio utilizaremos sets de figuras generadas mediante una aplicación web
(Stoet, 2021). Un ejemplo de esta actividad lo podemos ver en la Figura 8.
Figura 8. Ejemplo de ejercicio de rotación mental en 2D. En este caso, la figura
correcta es la de la izquierda, puesto que la figura de la derecha tiene la
intersección entre los dos rectángulos más centralizado. Extraído de (Stoet,
2021).
El segundo ejercicio será una actividad similar, pero en este caso empleando
un recurso web gratuito y de libre acceso, realizado sobre un ordenador. En este
ejercicio también se mostrará una figura base, y una serie de opciones giradas
y/o rotadas de la figura base. El alumno deberá elegir cuál de las figuras
proporcionadas en las opciones se ajusta mejor a la figura base proporcionada.
Para este ejercicio, utilizaremos un recurso web con el que se puede calibrar la
dificultad de las figuras empleadas, el número de opciones por cada figura
individual y también se puede configurar un tiempo máximo de resolución por
36
cada figura. Esta herramienta (V. Yan, 2016), se encuentra disponible de forma
gratuita y de libre acceso desde cualquier navegador. La ventaja de esta
herramienta es que permite que el alumno pueda girar cada una de las piezas
mostradas en la pantalla (tanto la figura base como las figuras de las opciones),
lo que puede ayudarle a decidir cuál es de las opciones proporcionadas es la
correcta. Un ejemplo de este ejercicio se muestra en la Figura 9.
Figura 9. Ejemplo de ejercicio de rotación mental 3D. En este caso, para
determinar la solución correcta, el alumno rotará con el ratón sobre la pantalla
cada una de las figuras hasta dar con la respuesta más adecuada.
Por lo tanto, la actividad inicial consistirá en la realización de 10 ejercicios
de rotación mental 2D y otros 10 ejercicios de rotación mental 3D. Se
almacenarán las puntuaciones obtenidas por los alumnos en cada uno de los
ejercicios de rotación mental.
5.1.2 Evaluación de los proyectos.
La segunda etapa de la evaluación será efectuada al mismo ritmo que se
desarrollan los proyectos. En este caso, se realizará la evaluación de la
adquisición de los objetivos específicos, descritos en la sección 3.2 de este
documento, mediante una rúbrica, detallada en la sección 8.2. En esta rúbrica,
se evalúa el grado de adquisición de cada uno de los objetivos específicos
propuestos como medio para la consecución del objetivo general de la actividad.
Se puntuará cada uno de los objetivos específicos según cuatro niveles de
37
graduación: insuficiente, mejorable, adecuado y excelente. Será tarea del
profesor realizar la evaluación objetiva de cada alumno para esta rúbrica, a partir
de la observación directa del alumno durante las sesiones prácticas y los
documentos e informes proporcionados al término de cada proyecto.
Uno de los documentos que los alumnos deben entregar al término de
cada uno de los proyectos es un informe a modo de reporte sobre el trabajo que
han realizado en los proyectos. Para su evaluación objetiva, se va a utilizar
también una rúbrica de evaluación, detallada en la sección 8.3. En esta rúbrica,
se va a evaluar también utilizando los 4 niveles de adquisición especificados para
la rúbrica de evaluación de los proyectos. La diferencia es que se van a evaluar
indicadores diferentes a los objetivos específicos del proyecto, y que se pueden
considerar como objetivos transversales del proyecto. Los indicadores elegidos
para la evaluación de los informes son:
- Organización y estructura: se pretende evaluar si los alumnos son
capaces de organizar y estructurar adecuadamente el documento
resumen de su trabajo de manera que un lector pueda entender
adecuadamente el sentido del trabajo.
- Calidad de la redacción: se valorará el uso del lenguaje formal y se
penalizarán las faltas gramaticales y de ortografía.
- Contenido: se puntuará según la relación observada por el profesor entre
el trabajo que se desarrolla en clase y el trabajo que queda reflejado en el
documento.
- Figuras y tablas: el material gráfico en un proyecto de naturaleza científica
es fundamental. Se pretende que los alumnos sean capaces de
seleccionar y mostrar las gráficas y tablas que se consideren más
relevantes o interesantes para apoyar el contenido textual del documento.
De la misma forma, en cada proyecto se va a evaluar también el grado de
trabajo en equipo observado para cada uno de los alumnos dentro de cada
grupo. Esta evaluación se va a llevar a cabo mediante una rúbrica, detallada en
la sección 8.4, que será evaluada mediante observación directa por el profesor
y mediante las diversas actividades finales o informes a entregar al término de
los proyectos. En este apartado no se reflejan como indicadores de la rúbrica los
38
objetivos específicos del proyecto. En su lugar, se va a evaluar según los
siguientes indicadores:
- Organización del grupo: Se trata de valorar cómo se ha organizado el
grupo en cada proyecto, cómo se asumen las responsabilidades y cómo
se reparten las tareas de cada proyecto.
- Planificación del tiempo de trabajo: Uno de los aspectos más importantes
del trabajo en equipo consiste no sólo en saber organizarse, sino adecuar
las tareas repartidas al tiempo disponible para realizarlas. Este indicador
pretende evaluar si la planificación temporal de los grupos ha sido
adecuada o si, por el contrario, han dejado la mayor parte de las tareas
para la última sesión.
- Participación individual en las tareas del grupo: Este indicador está muy
relacionado con el primero, pero a diferencia de éste, se pretende valorar
la actitud y el interés personal de cada alumno con respecto a los intereses
del desarrollo del proyecto.
5.1.3 Evaluación final de la actividad.
Para la evaluación final de la actividad, se va a diseñar una prueba similar
a la descrita en el apartado de la evaluación inicial, descrita en la sección 5.1.1.
La finalidad de esta evaluación final es la de comparar los resultados obtenidos
con los de la evaluación inicial, para determinar si el desarrollo del taller ha
producido, de forma observable, una mejora en la capacidad visual-espacial de
los alumnos.
Para obtener un resultado final en forma de calificación final del taller de
impresión 3D, se podrá proporcionar una calificación a los alumnos en base a la
evaluación mediante rúbricas efectuada para cada uno de los proyectos.
Siguiendo el sistema de graduación de calificaciones empleado en secundaria y
bachillerato (calificación sobre 10), se propone el siguiente sistema de
puntuación. Cada rúbrica será evaluada sobre 10; la puntuación de la rúbrica se
obtendrá como promedio de las puntuaciones obtenidas en cada uno de los
indicadores de la rúbrica. Puesto que cada indicador se evalúa utilizando 4
grados de adquisición, entre insuficiente y excelente, se puede asignar la
puntuación 2,5 puntos sobre 10 a la graduación insuficiente, 5 puntos sobre 10
a la graduación aceptable, 7,5 puntos a la graduación adecuada, y 10 puntos a
39
la graduación excelente. De esta forma, tomando como ejemplo la rúbrica para
la evaluación de informes de los proyectos, mostrada en la sección 8.3, como
hay un total de cuatro indicadores en la rúbrica, cada indicador contribuye un
25% a la nota final de la rúbrica.
Para calificar un proyecto en su totalidad, tenemos 3 rúbricas diferentes
para evaluar los diferentes aspectos que se trabajan en los proyectos. Por su
contenido y su peso sobre la adquisición de los objetivos descritos, se propone
utilizar los porcentajes descritos en la Tabla 2. para la evaluación de cada
proyecto.
Tabla 2. Porcentajes asignados a cada una de las rúbricas para la calificación de
los proyectos propuestos en la actividad.
CALIFICACIÓN DEL PROYECTO INDIVIDUAL
Rúbrica: Evaluación del
proyecto
Rúbrica: Evaluación del.
Informe final
Rúbrica: Evaluación del
trabajo en equipo
60% 30% 10%
Finalmente, puesto que, en los 4 proyectos propuestos, la carga de trabajo
no es la misma, se propone obtener la calificación final del taller para cada
alumno siguiendo el promediado especificado en la Tabla 3.
Tabla 3. Porcentajes asignados a cada uno de los proyectos para obtener la
calificación final del taller de impresión 3D.
CALIFICACIÓN FINAL DEL TALLER DE IMPRESIÓN 3D
Proyecto 1 Proyecto 2 Proyecto 3 Proyecto 4
20% 20% 30% 30%
5.2 EVALUACIÓN DEL PROCESO DE ENSEÑANZA
En este apartado se van a considerar los instrumentos de evaluación
adecuados para la evaluación de la práctica educativa por parte del docente.
Para llevar a cabo la evaluación del proceso de enseñanza, se van a
realizar dos cuestionarios diferentes. En primer lugar, se va a pasar un
cuestionario de evaluación de la actividad a los alumnos, quienes valorarán
diferentes aspectos relacionados con la realización de la actividad y el desarrollo
40
de los proyectos propuestos. En la Tabla 4 se muestra un ejemplo de
cuestionario para los alumnos. Se proponen una serie de afirmaciones y
preguntas sobre el desarrollo del taller que los alumnos valorarán con una
puntuación del 1 al 5, siendo el 1 la puntuación más baja (muy en desacuerdo) y
la puntuación 5 la más alta (muy de acuerdo).
Tabla 4. Cuestionario para la evaluación del proceso de enseñanza, para su
valoración por parte de los alumnos.
Cuestión 1 2 3 4 5
Las sesiones teóricas han sido útiles para el
desarrollo de los proyectos.
Las sesiones prácticas dedicadas a cada proyecto
han sido suficientes.
Los recursos materiales empleados en el taller han
sido adecuados.
Los recursos materiales empleados en el taller
estaban en buen estado.
Los recursos digitales empleados en el taller han
sido adecuados a las necesidades de la actividad.
Los recursos audiovisuales proporcionados me han
ayudado a entender el proceso de impresión 3D.
Los recursos audiovisuales proporcionados me han
ayudado a visualizar mejor los objetos en 3D.
Ha sido fácil trabajar en los proyectos con el apoyo
del profesor.
El taller ha tenido una duración suficiente.
Los proyectos propuestos han sido interesantes.
Los proyectos propuestos tienen una dificultad
adecuada.
Los proyectos propuestos han supuesto un reto a
mis habilidades de visión espacial.
Las habilidades aprendidas en este taller me serán
útiles para diversas asignaturas.
41
En general, mi visión espacial ha mejorado gracias
a la participación en este taller.
Para la evaluación el proceso de enseñanza por parte del profesor, éste
deberá rellenar, de la manera más objetiva posible, un cuestionario de
autoevaluación. Este cuestionario servirá para la mejora de la práctica educativa
en futuras ediciones del taller, permitiendo identificar carencias y proponer
mejoras para maximizar el aprendizaje de los alumnos. Un posible ejemplo de
cuestionario para esta autoevaluación se presenta en la Tabla 5.
Tabla 5. Cuestionario para la evaluación del proceso de enseñanza, para su
valoración por parte del profesor.
Cuestión 1 2 3 4 5
La planificación temporal de las sesiones teóricas
ha sido suficiente.
La planificación temporal de cada proyecto se
ajusta bien a su dificultad.
Los alumnos han mostrado interés por aprender los
principios de la impresión 3D.
La dificultad de los proyectos ha sido adecuada
para el alumnado.
Los recursos materiales empleados en el taller han
sido adecuados.
Los recursos materiales empleados en el taller
estaban en buen estado.
Los recursos digitales empleados en el taller son
adecuados y están actualizados.
Los alumnos han tenido acceso a las impresoras 3D
fuera del horario de las sesiones del taller.
En general, la planificación temporal del taller ha
sido adecuada para los proyectos propuestos.
El trabajo en grupo de los alumnos ha sido
beneficioso para su aprendizaje.
42
El diseño de los proyectos ha sido adecuado para
lograr los objetivos propuestos.
El diseño de los proyectos ha logrado motivar a los
alumnos hacia el aprendizaje de los contenidos.
En general, los alumnos han mejorado su
capacidad visual-espacial con la realización del
taller.
43
6. REFLEXIÓN Y VALORACIÓN FINAL
En este TFM, se ha diseñado un taller de impresión 3D orientado a la
mejora de la capacidad visual-espacial del alumnado. Ésta es una capacidad de
vital importancia para el desarrollo de las habilidades científicas del alumno, y
que se pone en práctica de forma diaria, incluso en muchas de las asignaturas
de los currículos de secundaria y bachillerato.
El motivo por el que se enmarca esta actividad en el contexto de la
especialidad de matemáticas e informática es debido a su estrecha relación con
muchos de los contenidos de las asignaturas del área. De manera más concreta,
los bloques de geometría requieren de un cierto dominio de estas capacidades.
Conforme el alumno llega a las etapas más avanzadas de la educación
secundaria y del bachillerato, estas capacidades se vuelven más importantes.
A pesar de su relevancia, es habitual no darle la importancia que se
merece en las asignaturas de los currículos. No sólo son las matemáticas las
que requieren de un adecuado manejo de estas capacidades, sino también
asignaturas científicas y tecnológicas como física y química, tecnología o dibujo
técnico. De hecho, se puede encontrar una gran variedad de propuestas para la
mejora de la visión espacial, vinculadas a las asignaturas de tecnología y dibujo
técnico.
En mi caso personal, no he tenido experiencia directa en la docencia en
secundaria o bachillerato, aunque sí la he tenido en la Universidad. He podido
comprobar que incluso, alumnos que llegan a los cursos finales de carreras de
ingeniería, muestran dificultades a la hora de plasmar diseños de modelos 3D en
programas sencillos de modelado 3D. ¿Cómo es posible que sepan resolver
ecuaciones integrales complejas y sin embargo tengan dificultades a la hora de
parametrizar modelos 3D relativamente sencillos? El problema viene desde la
base, con esa visión espacial que en muchos casos se asume que o se tiene o
no se tiene. Pero nada más lejos de la realidad: es una habilidad que puede
entrenarse y mejorarse, y su dominio proporciona más beneficios que
inconvenientes.
El principal carácter innovador de la actividad propuesta reside en el uso
de la impresión 3D, una tecnología relativamente nueva, para abordar la práctica
de la capacidad visual-espacial en el alumnado. Como herramienta didáctica, las
44
impresoras 3D se han utilizado ampliamente en diversos ámbitos, como se ha
descrito en la sección del marco teórico. Sin embargo, en muchos casos, sus
aplicaciones han sido casi puntuales, y los alumnos no han tenido la experiencia
de trabajar directamente sobre el proceso de fabricación. En este taller, se
pretende que sean los alumnos los que aprendan cómo funciona, sus ventajas y
sus limitaciones, y en base a ellas, puedan aplicar estos conocimientos para sus
propios intereses. Esto se consigue por medio del aprendizaje basado en
proyectos, proponiendo actividades que pueden resultar de interés para su nivel
y que les pueden resultar motivadoras. El principal medio del aprendizaje es
hacerles enfrentarse a diseños interesantes que quieran fabricar, y que tengan
que resolver los problemas de fabricación derivados del diseño de manera
analítica y razonada. urante la actividad se les forma como “expertos” de la
impresión 3D, pero el objetivo es que visualicen y manipulen objetos y formas
tridimensionales.
En la práctica, el taller propuesto no presenta excesivas dificultades para
su implementación. La mayoría de los recursos materiales y digitales suelen
estar fácilmente disponibles en todos los centros educativos. El principal
problema puede venir con la disponibilidad de impresoras 3D. Para el taller se
ha planificado que cada grupo pueda disponer de acceso a una impresora 3D,
pero no es un dispositivo que todavía sea habitual en todas las aulas de
tecnología de los centros educativos. A pesar de ello, el coste de estas
impresoras se ha venido reduciendo considerablemente a lo largo de los últimos
años, y esto las hace muy atractivas para su uso como herramienta didáctica. El
profesor que imparta el taller debe estar formado e interesado en la impresión
3D, aunque es fácil encontrar cursos y tutoriales en forma de recursos web con
los que un docente puede aprender lo necesario para desenvolverse con los
contenidos del taller.
Una ventaja que presenta la actividad es que es fácilmente adaptable a
los diferentes cursos tanto de la ESO como de bachillerato. En este trabajo
hemos diseñado una serie de proyectos orientados a alumnos que hayan
cursado, al menos, cuarto curso de ESO, para que los conceptos de
representación de las piezas en 3D sean relativamente familiares para ellos. No
obstante, es posible aumentar el número de sesiones teóricas o el número de
sesiones prácticas para alumnos de cursos inferiores para solventar estos
45
problemas. También es sencillo adaptar el nivel de los proyectos a cualquier
curso educativo, introduciendo un mayor nivel de autonomía de los grupos sobre
el proyecto en función del curso educativo al que está orientado.
Por otra parte, es necesario destacar que la actividad propuesta está
centrada en un contenido que no forma parte explícita del currículo de secundaria
o bachillerato. Por este motivo, el proyecto de innovación educativa se propone
en forma de actividad complementaria o extracurricular. Esto significa que no
todos los alumnos de un curso para el que se diseñe la actividad tienen por qué
participar. No obstante, el profesorado puede fomentar la participación de los
alumnos con algún tipo de recompensa (aumentar la nota final de la asignatura,
por ejemplo).
De la misma forma, el profesorado de diferentes asignaturas puede
implicarse con el diseño de la actividad para darle un carácter multidisciplinar y
así enriquecer los contenidos del taller. En nuestro TFM hemos propuesto
proyectos interesantes en los que se alentaba al alumnado a colaborar con el
departamento de plástica para los proyectos 1 y 2, con la construcción de un
tobogán para un colegio en el proyecto 3, y con un proyecto más personal en el
proyecto 4. Pero hay multitud de proyectos que se podrían proponer en otros
ámbitos. Por ejemplo, se podría diseñar un proyecto vinculado al aprendizaje del
principio de Arquímedes en la asignatura de física y química. En ese proyecto,
se podrían fabricar varias piezas iguales, pero con diferentes rellenos para las
piezas impresas, de manera que su volumen efectivo sea diferente. Un objetivo
de ese proyecto sería que los alumnos calculen el volumen teórico de la pieza
de manera analítica, y posteriormente comprueben sus análisis de manera
práctica en el laboratorio de física. De esta manera, se involucrarían conceptos
matemáticos (cálculo analítico de volúmenes para piezas geométricas sencillas),
físicos (principio de Arquímedes), tecnológicos (impresión 3D), y visión espacial
(modelado 3D de las piezas). Como se puede comprobar, hay múltiples
posibilidades de ampliación y adaptación de la actividad propuesta para
diferentes niveles educativos.
Para concluir el trabajo, me gustaría destacar la experiencia que ha
supuesto el diseño de un proyecto de carácter innovador como el que se
ha desarrollado. Aunque la actividad se desarrolla intentando prever todos
los posibles problemas que pueden aparecer, siempre hay dificultades
46
que aparecen durante el desarrollo de la actividad. Creo que la principal
circunstancia que permitirá el éxito del taller de impresión 3D propuesto
se la implicación del profesor con la actividad y con los alumnos. Por
supuesto, conseguir la colaboración de profesores de los diferentes
departamentos mencionados sería muy bueno de cara a plantear la
actividad con carácter multidisciplinar. Personalmente es una actividad
que me gustaría poder llevar a la práctica en un centro educativo, pues
creo que como ya se ha descrito, aporta multitud de beneficios para el
alumnado, especialmente a aquellos que quieran continuar estudios
superiores en el ámbito técnico o científico. Además, puede ser una buena
manera de fomentar el interés por las carreras del área STEM para los
alumnos (hombres y mujeres) en las etapas de secundaria y bachillerato.
47
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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54
8. ANEXOS
8.1 Temporalización (en semanas) planificada para el desarrollo del taller
Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
ST1
ST2
ST3
ST4
ST5
ST6
PR1
PR2
PR3
PR4
EVini
EVpr
EVfin
Leyenda:
- STx: Sesión Teórica número x.
- PRx: Proyecto número x.
- EVini: Evaluación inicial
- EVpr: Evaluación de proyecto.
- EVfin: Evaluación final.
55
8.2 Rúbrica de evaluación de los proyectos propuestos
Indicador Insuficiente Mejorable Adecuado Excelente
OE1 El alumno ni comprende ni
maneja adecuadamente
las herramientas de
modelado 3D.
El alumno comprende las
herramientas de modelado
3D, pero tiene dificultades
con su manejo.
El alumno comprende y
maneja correctamente
las herramientas de
modelado 3D.
El alumno muestra un
gran nivel de dominio de
las herramientas de
modelado 3D.
OE2 El alumno no comprende
como trasladar el modelo
3D diseñado al formato
adecuado para la
impresora 3D.
El alumno entiende el
proceso requerido para
llegar hasta la impresión del
modelo 3D, pero muestra
dificultades a la hora de
preparar los modelos.
El alumno sabe cómo
trasladar el modelo 3D al
formato adecuado para
la impresora y prepara
correctamente el modelo
inicial de acuerdo con las
características de la
impresora.
El alumno domina el
proceso de impresión
3D y es capaz de
efectuar el proceso
completo de forma
rápida y eficiente.
OE3 El alumno no es capaz de
visualizar el modelo por
ordenador a partir de un
objeto o imagen.
El alumno entiende cómo es
el objeto o imagen para
modelar, pero tiene
dificultades al modelarlo.
El alumno es capaz de
realizar el modelo 3D con
un parecido razonable al
objeto original.
El alumno realiza el
modelado 3D
correctamente y con
todos sus detalles.
56
OE4 El alumno no comprende el
funcionamiento de la
cadena de impresión 3D.
El alumno comprende el
funcionamiento de la
fabricación capa por capa,
pero no entiende sus
limitaciones.
El alumno comprende la
fabricación capa por
capa y es capaz de
manejar la pieza a
imprimir en función de
sus limitaciones.
El alumno entiende
perfectamente el
proceso de fabricación
capa por capa y diseña
modelos 3D teniendo
sus limitaciones en
cuenta desde el
principio.
OE5 El alumno no sabe cómo
orientar un modelo 3D para
ser impreso sin problemas
estructurales.
El alumno comprende la
lógica para orientar el
modelo 3D en la impresora,
pero muestra dificultades
con algunos modelos.
El alumno razona y es
capaz de determinar la
orientación adecuada de
una pieza mediante un
análisis razonado.
El alumno es capaz de
identificar rápidamente
los posibles problemas
de orientación de la
pieza y propone
soluciones eficaces.
57
8.3 Rúbrica de evaluación para los informes de los proyectos
Indicador Insuficiente Mejorable Adecuado Excelente
Organización y
estructura
La información está
desorganizada y la
estructura del documento
no tiene sentido.
La estructura del
documento es adecuada
pero la organización del
texto no es lo bastante
coherente
La estructura del
documento y la
organización del texto es
adecuada.
El documento está bien
estructurado y la
organización del texto
permite seguir la
información con
facilidad.
Calidad de la
redacción
La redacción del
documento es mala y
abundan las faltas
ortográficas y de
puntuación.
La redacción del documento
es coherente, pero con
muchas faltas ortográficas y
errores gramaticales.
La redacción del
documento es buena y
se observan pocas faltas
de ortografía o errores
gramaticales.
La redacción del
documento es buena y
no hay errores de
ortografía, puntuación o
gramaticales.
Contenido El contenido del
documento no refleja el
trabajo que han realizado
los alumnos en el proyecto
El contenido refleja algunas
de las cosas que han
trabajado, pero en general,
es insuficiente.
El contenido es completo
y refleja correctamente el
trabajo del grupo.
El contenido es muy
completo y todo el
trabajo está
ampliamente detallado.
Figuras y
tablas
No hay figuras ni tablas en
el documento, o las que
hay no se ajustan al
contenido del documento.
Hay pocas figuras y tablas,
pero se adecúan al
contenido.
Las figuras y tablas son
adecuadas y apoyan el
contenido del
documento.
Las figuras y tablas son
adecuadas y además
incluyen títulos para ser
auto contenidas.
58
8.4 Rúbrica para la evaluación del trabajo en grupo en los proyectos
Indicador Insuficiente Mejorable Adecuado Excelente
Organización
del grupo
El grupo no sabe
organizarse, se solapan las
tareas y no hay una
dirección de trabajo clara.
La organización del grupo
es insuficiente y el reparto
de tareas es desigual, pero
se consigue tener el trabajo
hecho.
La organización del
grupo es buena y el
reparto de tareas es
adecuado.
La organización es muy
buena y el reparto de
tareas es igualitario. Se
toman las decisiones y
se asumen las
responsabilidades de
forma equilibrada.
Planificación
del tiempo de
trabajo
No se ha adecuado el
tiempo de trabajo a las
necesidades de las tareas
y se dejado casi todo para
el final.
El tiempo no se ha
adecuado a las tareas, pero
se han cumplido los plazos
y ajustado a los tiempos
esperados.
Se ha dedicado el tiempo
necesario a las tareas
planteadas para llegar a
las fechas de entrega.
Se ha planificado las
tareas con suficiente
antelación y os ha
sobrado tiempo.
Participación
individual en
las tareas del
grupo
Los alumnos eluden la
responsabilidad y prefieren
que el trabajo se lo cargue
otro compañero.
Se discute el reparto de
tareas entre los miembros
del equipo para participar en
las tareas, pero se intenta
trabajar lo menos posible.
Se toman decisiones en
conjunto sobre el reparto
del trabajo y todos los
miembros trabajan
aproximadamente lo
mismo.
El grupo se coordina
eficientemente y los
miembros participan
activamente en el
reparto de tareas entre
ellos.